一種主軸動態(tài)回轉精度測試系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種測試系統(tǒng)。特別是涉及一種主軸動態(tài)回轉精度測試系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著現代制造業(yè)的不斷發(fā)展，機床作為具有高科技含量的現代化“工作母機”，是實現制造技術和裝備制造業(yè)現代化的重要基礎裝備，其質量、性能和擁有量是衡量一個國家工業(yè)現代化水平、綜合國力的重要標志，因此在國民經濟現代化的建設中起著重大作用。主軸單元是現代金屬切削機床的重要組成部分，機床制造領域中對高速高精度主軸的性能要求越來越高。由于主軸的回轉精度是影響機床加工的幾何精度和表面光潔度的重要因素之一，因此對主軸的回轉精度的分析和研宄顯得尤為重要。
[0003]在加工零件之前或者裝配主軸之前，工程師或者操作者可以使用測試裝置來判定主軸的性能。由于受傳統(tǒng)測試驗棒的外形輪廓誤差及安裝偏心的影響，傳統(tǒng)上打表法測量徑向跳動和端面跳動的方法不能夠準確地反應出主軸真正的回轉精度，尤其是動態(tài)回轉精度，因此傳統(tǒng)的測試方法已經無法滿足實際測試的需求。在電子計算機技術高速發(fā)展的今天，我們可以借助計算機強大的數據處理能力，憑借特定的算法來編制相關軟件，搭配高精度的傳感器，來研宄主軸的性能。目前市場上的主軸動態(tài)回轉精度測試產品較少，主要有美國的L1n Precis1n,MTI Instruments和德國的Micro-Epsilon，他們的精度可以達到微米甚至納米水平，但是價格極其昂貴，一般主軸生產廠家或者科研單位很難承受，而國內與其相比的產品很少，精度方面相差甚遠，因此自主研發(fā)高精度的主軸動態(tài)回轉精度檢測系統(tǒng)有著重大的意義。
【發(fā)明內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種利用高性能的模塊化硬件實現全方位的系統(tǒng)集成的主軸動態(tài)回轉精度測試系統(tǒng)。
[0005]本實用新型所采用的技術方案是:一種主軸動態(tài)回轉精度測試系統(tǒng)，包括有工作臺，所述工作臺上設置有用于對加工機床的主軸進行測試的數據采集機構，所述的數據采集機構通過夾具連接所述主軸的旋轉輸出軸，所述的數據采集機構數據輸出端通過傳感器驅動單元連接用于接收數據的帶有數據采集卡的工控機，所述的主軸上設置有與所述的旋轉輸出軸的上端相連的編碼器。
[0006]所述的數據采集機構包括有底部固定在所述工作臺上的支架，位于所述支架內側的球桿，其中，所述球桿的頂端固定連接所述的夾具，所述球桿的桿部設置有上球環(huán)，底端設置有下球體，所述支架上對應所述的球桿上的上球環(huán)的兩側分別設置有位于同一水平面的第一電容位移傳感器和第二電容位移傳感器，所述支架上對應所述的球桿底端的下球體的兩側分別設置有位于同一水平面的第三電容位移傳感器和第四電容位移傳感器，所述支架上對應所述的球桿底端的下球體的底部設置有第五電容位移傳感器，所述的第一電容位移傳感器、第二電容位移傳感器、第三電容位移傳感器、第四電容位移傳感器和第五電容位移傳感器分別電連接所述傳感器驅動單元。
[0007]本實用新型的一種主軸動態(tài)回轉精度測試系統(tǒng)，利用高性能的模塊化硬件實現全方位的系統(tǒng)集成，采用高精度的測試球桿，測試球輪廓的誤差對測試結果的影響可忽略，測試時只需盡量減小偏心即可，大大提高了測試精度和測試效率。將信號顯示、存儲、打印和其他管理集中交由計算機來處理，充分利用了計算機強大的數據處理、傳輸和發(fā)布能力，使得組建系統(tǒng)變得更加靈活簡單。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的整體結構示意圖；
[0009]圖2是圖1中局部放大的結構示意圖。
[0010]圖中
[0011]1:編碼器2:主軸
[0012]3:球桿4:夾具
[0013]5:第一電容位移傳感器6:第二電容位移傳感器
[0014]7:第三電容位移傳感器8:第四電容位移傳感器
[0015]9:第五電容位移傳感器10:支架
[0016]11:工作臺12:傳感器驅動單元
[0017]13:工控機14:上球環(huán)
[0018]15:旋轉輸出軸16:下球體
【具體實施方式】
[0019]下面結合實施例和附圖對本實用新型的一種主軸動態(tài)回轉精度測試系統(tǒng)做出詳細說明。
[0020]如圖1所示，本實用新型的主軸動態(tài)回轉精度測試系統(tǒng)，包括有工作臺11，所述工作臺11上設置有用于對加工機床的主軸2進行測試的數據采集機構，所述的數據采集機構通過夾具4連接所述主軸2的旋轉輸出軸15，所述的數據采集機構數據輸出端通過傳感器驅動單元12連接用于接收數據的帶有數據采集卡的工控機13，所述的主軸2上設置有與所述的旋轉輸出軸15的上端相連的編碼器I。
[0021]如圖1、圖2所示，所述的數據采集機構包括有底部固定在所述工作臺11上的支架10，位于所述支架10內側的球桿3，其中，所述球桿3的頂端固定連接所述的夾具4，所述球桿3的桿部設置有上球環(huán)14，底端設置有下球體16，所述支架10上對應所述的球桿3上的上球環(huán)14的兩側分別設置有位于同一水平面的第一電容位移傳感器5和第二電容位移傳感器6，所述支架10上對應所述的球桿3底端的下球體16的兩側分別設置有位于同一水平面的第三電容位移傳感器7和第四電容位移傳感器8，所述支架10上對應所述的球桿3底端的下球體16的底部設置有第五電容位移傳感器9，所述的第一電容位移傳感器5、第二電容位移傳感器6、第三電容位移傳感器7、第四電容位移傳感器8和第五電容位移傳感器9分別電連接所述傳感器驅動單元12。并且所述的第一電容位移傳感器5、第二電容位移傳感器6、第三電容位移傳感器7、第四電容位移傳感器8和第五電容位移傳感器9在支架10上的伸縮量均可以調節(jié)。
[0022]工控機13中運行有基于LabVIEW編程的軟件，該軟件可以實現數據采集、分析和處理等功能，工控機13連接有顯示器14，最終將分析結果以數值和圖形的方式顯示在顯示器14中的指定界面。
[0023]盡管上面結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種主軸動態(tài)回轉精度測試系統(tǒng)，包括有工作臺(11)，其特征在于，所述工作臺(11)上設置有用于對加工機床的主軸(2)進行測試的數據采集機構，所述的數據采集機構通過夾具(4)連接所述主軸(2)的旋轉輸出軸(15)，所述的數據采集機構數據輸出端通過傳感器驅動單元(12)連接用于接收數據的帶有數據采集卡的工控機(13)，所述的主軸(2)上設置有與所述的旋轉輸出軸(15)的上端相連的編碼器(I)。
2.根據權利要求1所述的一種主軸動態(tài)回轉精度測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的數據采集機構包括有底部固定在所述工作臺(11)上的支架(10)，位于所述支架(10)內側的球桿(3)，其中，所述球桿(3)的頂端固定連接所述的夾具(4)，所述球桿(3)的桿部設置有上球環(huán)(14)，底端設置有下球體(16)，所述支架(10)上對應所述的球桿(3)上的上球環(huán)(14)的兩側分別設置有位于同一水平面的第一電容位移傳感器(5)和第二電容位移傳感器(6)，所述支架(10)上對應所述的球桿(3)底端的下球體(16)的兩側分別設置有位于同一水平面的第三電容位移傳感器(7)和第四電容位移傳感器(8)，所述支架(10)上對應所述的球桿(3)底端的下球體(16)的底部設置有第五電容位移傳感器(9)，所述的第一電容位移傳感器(5)、第二電容位移傳感器￠)、第三電容位移傳感器(7)、第四電容位移傳感器(8)和第五電容位移傳感器(9)分別電連接所述傳感器驅動單元(12)。
【專利摘要】一種主軸動態(tài)回轉精度測試系統(tǒng)，包括有工作臺，所述工作臺上設置有用于對加工機床的主軸進行測試的數據采集機構，數據采集機構通過夾具連接所述主軸的旋轉輸出軸，數據采集機構數據輸出端通過傳感器驅動單元連接用于接收數據的帶有數據采集卡的工控機，主軸上設置有與旋轉輸出軸的上端相連的編碼器。本實用新型利用高性能的模塊化硬件實現全方位的系統(tǒng)集成，采用高精度的測試球桿，測試球輪廓的誤差對測試結果的影響可忽略，測試時只需盡量減小偏心即可，大大提高了測試精度和測試效率。將信號顯示、存儲、打印和其他管理集中交由計算機來處理，充分利用了計算機強大的數據處理、傳輸和發(fā)布能力，使得組建系統(tǒng)變得更加靈活簡單。
【IPC分類】G01B7-00
【公開號】CN204286347
【申請?zhí)枴緾N201420797553
【發(fā)明人】陳野, 趙相松, 張大衛(wèi)
【申請人】天津大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月15日