CN108000234A - 一种车削加工系统及车削方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工艺装备技术领域，具体涉及一种车削加工系统及车削方法，车削加工系统包括数控长轴车床，所述数控长轴车床的车床主轴上设有用于夹紧零件并实时检测夹紧力的测力夹紧装置、所述数控长轴车床的尾架上设有用于顶紧零件并实时检测顶紧力的测力顶针装置；所述数控长轴车床的拖板上安装有在线激光测径仪，所述在线激光测径仪连接车床控制系统的控制器，所述车床控制系统中设有加工直径补偿模块。本发明有效改善了零件的装夹状态，提高了零件的加工精度。

Description

一种车削加工系统及车削方法

技术领域

本发明涉及工艺装备技术领域，具体涉及一种车削加工系统。

背景技术

大型轴类零件在机械行业中应用较为广泛。例如风力发电行业中的风电主轴即为大型轴类零件的典型代表。在风力发电机中，风电主轴是连接风轮与齿轮箱或发电机的重要关键零件，主要原材料为钢锭，经过锻压、热处理、精加工等三道主要工序制作后成为主轴，其最终的加工精度要求较高。

对于大型或超长型风电主轴等大型轴类零件的加工，由于零件较长，一般采用顶针装置辅助顶牢后才能加工。通常的加工方式是将风电主轴的法兰端夹紧在主轴花盘上，另一端用顶针装置辅助顶牢，然后再进行车削加工。

大型风电主轴等大型轴类零件在装夹时需要有合适的夹紧力，夹紧力过大会损伤零件或者引起夹紧变形而影响零件的加工精度，夹紧力过小会导致加工过程中因切削力波动而产生松动移位，容易导致安全事故并同样影响到产品加工的质量。另外，超长型风电主轴等大型轴类零件在装夹过程中，如果顶针装置的顶紧力控制不当，会影响其加工的精度，导致其加工的圆跳动以及轴身直线度误差的增大，从而最终影响到产品的质量性能。

现有的大型风电主轴等大型轴类零件的车削加工存在以下问题：

第一，装夹零件时，夹紧力大小通常是通过操作人员人为进行控制，容易造成夹紧力过紧或过松而影响到零件的加工精度。

第二，零件加工过程中，因切削力的波动引起装夹的松动移位情况不能被及时的发现，容易导致产品质量事故和安全事故。

第三，顶针装置的顶紧力通常是通过操作人员人为进行控制，容易造成顶紧力过紧或过松而影响到零件的加工精度。有的机床顶针采用液压顶针来控制顶紧力，但是液压力是施加在机床尾架的液压套筒上，不能精确反应出顶针部的轴向顶紧力状态，导致其实际顶紧力的误差较大。

第四，现有的顶针装置在使用一段时间后，内部轴承的预紧状态会发生改变，导致轴承微量松动、回转精度大幅降低，这种轴承的微量松动情况一般不容易被及时发现，往往要等到零件加工完成后，进行零件的加工精度检测且发现精度超差时才会去追溯，因此容易导致零件加工的质量事故的发生，并造成重大经济损失。

第五，车床的走刀机构工作时，由于机床导轨的安装误差以及导轨在使用过程中产生磨损，会导致其刀具的走刀方向与车床的回转轴线不平行，导致大型风电主轴等大型轴类零件的外圆产生形状误差，另外切削力的波动也会导致上述误差的产生。例如，加工后的外圆出现微观的锥度、外凸、内凹等形状，严重影响了产品加工的质量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种车削加工系统，具体的技术方案如下：

一种车削加工系统，包括数控长轴车床，所述数控长轴车床的车床主轴上设有用于夹紧零件并实时检测夹紧力的测力夹紧装置、所述数控长轴车床的尾架上设有用于顶紧零件并实时检测顶紧力的测力顶针装置。

所述数控长轴车床的拖板上安装有在线激光测径仪，所述在线激光测径仪连接车床控制系统的控制器，所述车床控制系统中设有加工直径补偿模块。

上述技术方案中，通过设置测力夹紧装置控制加工零件的装夹力，通过测力顶针装置控制加工零件的顶紧力，改善了零件的装夹状态；同时，根据在线激光测径仪测得的加工零件误差数据，加工直径补偿模块对加工过程中产生的加工误差进行补偿。由此提高了零件的加工质量。

加工直径补偿模块的具体组成为：所述加工直径补偿模块包括加工指令选择程序模块、加工参数获取程序模块、原始加工指令生成程序模块、新加工指令生成程序模块、测量数据获取程序模块、误差比较程序模块、新加工指令生成程序模块，所述加工指令选择程序模块按照程序的执行顺序一方面依次连接到加工参数获取程序模块、原始加工指令生成程序模块、控制器，另一方面依次连接到新加工指令生成程序模块、新加工指令生成程序模块、控制器，所述在线激光测径仪连接控制器，所述控制器输出在线激光测径仪的测量数据至测量数据获取程序模块，所述测量数据获取程序模块按照程序的执行顺序依次连接到误差比较程序模块、新加工指令生成程序模块。

加工直径补偿模块工作时，首先是根据零件加工参数(例如加工直径、加工长度等)，由原始加工指令生成程序模块生成加工走刀轨迹，进行零件的粗加工，加工过程中的加工零件尺寸数据被在线激光测径仪检测到。然后，加工直径补偿模块根据获取的加工数据，由误差比较程序模块进行误差的计算，计算出刀具加工轨迹的补偿量，并生成精车加工用的新加工指令，刀具按照新的走刀轨迹进行走刀切削，从而实现了加工直径补偿，由此解决了由于车床导轨磨损或切削力的波动而引起的加工形状误差问题。

本发明中，所述测力夹紧装置包括车床主轴、连接在所述车床主轴端部的花盘，所述花盘上设有用于夹紧加工零件的卡爪体，所述卡爪体上设有夹紧块，所述夹紧块安装在卡爪体的导向槽中，所述夹紧块的背端设有用于检测夹紧压力的夹紧压力传感器，所述夹紧压力传感器的信号线通过车床主轴的内孔延伸至车床主轴的尾端，所述车床主轴的尾端安装有主轴导电滑环，所述夹紧压力传感器的信号线连接所述主轴导电滑环，所述主轴导电滑环连接车床控制系统。

上述技术方案中，车床花盘的卡爪体上设有夹紧块，夹紧块安装在卡爪体的导向槽中，夹紧块的背端设有用于检测夹紧压力的夹紧压力传感器，夹紧压力传感器将检测到的夹紧力通过信号线、主轴导电滑环传送至车床控制系统。因此，在装夹零件时，夹紧力的情况能够得到检测，实现夹紧力的精确控制；在零件的加工过程中，其能够实时监测因切削力的波动而引起的夹紧力的变化情况，有利于防止加工过程中的装夹松动，避免产品质量事故和安全事故的发生。

本发明中，在所述卡爪体上设有夹紧力提醒用报警装置，所述夹紧力提醒用报警装置的信号线通过车床主轴的内孔连接所述主轴导电滑环；所述卡爪体上设有夹紧压力传感器的安装槽，所述安装槽与所述导向槽垂直且连通，所述夹紧压力传感器安装于所述安装槽中；所述卡爪体上设有与所述安装槽连通的夹紧力提醒用报警装置安装孔，所述夹紧力提醒用报警装置安装于所述夹紧力提醒用报警装置安装孔中。

在装夹零件时，如果夹紧力超过设定值会发出报警，以提醒操作者进行夹紧力的调整；在零件的加工过程中，如果发生零件装夹松动的情况，也会发出报警，以防止发生质量事故和安全事故。

为了使得夹紧块在卡爪体上得到固定，所述夹紧块通过紧固螺钉与所述夹紧压力传感器固定；所述卡爪体安装在所述花盘的卡爪定位槽内，所述卡爪体的背端设有轴向定位螺杆，所述花盘上设有通槽，所述卡爪体的轴向定位螺杆穿过所述通槽，并通过定位压板、螺母压紧定位；所述花盘上设有用于驱动卡爪体径向移动的径向夹紧螺杆，在所述轴向定位螺杆的杆体上设有杆体螺纹孔，所述径向夹紧螺杆通过所述杆体螺纹孔带动卡爪体径向移动。

所述测力顶针装置包括顶针座、回转顶针，所述顶针座的前端内孔按照从顶针座的前端到顶针座的尾端的方向依次设有前端圆锥滚子轴承和推力轴承，所述顶针座的尾端内孔设有尾端径向轴承，所述回转顶针通过所述前端圆锥滚子轴承、推力轴承、尾端径向轴承安装在所述顶针座内，在所述前端圆锥滚子轴承与推力轴承之间设有顶紧压力传感器，所述顶紧压力传感器的信号线通过回转顶针的内孔延伸至顶针座的尾端，所述顶针座的尾端安装有顶针导电滑环，所述顶紧压力传感器的信号线连接所述顶针导电滑环，所述顶针导电滑环连接车床控制系统。

上述测力顶针装置中，在前端圆锥滚子轴承与推力轴承之间设有顶紧压力传感器，回转顶针的顶紧力通过圆锥滚子轴承直接传递到顶紧压力传感器上，顶紧压力传感器测得的顶紧力通过顶针导电滑环传输到车床控制系统。因此，其能够在回转顶针空载情况下(回转顶针不顶零件)检测到测力顶针装置内部轴承的预紧力状态，防止顶针装置故障时继续使用，避免质量事故的发生。另一方面，在回转顶针加载情况下(回转顶针顶牢零件)，零件的轴向顶紧力同样被顶紧压力传感器所检测到，实现了加工零件顶紧压力的精确控制。

为了防止顶紧力异常，本发明的测力顶针装置中还包括顶紧力报警装置，所述顶紧力报警装置的信号线连接车床控制系统。当装夹零件时，出现顶紧力异常情况会由报警装置发出报警，提醒操作人员及时调整顶紧力。

本发明中，所述顶针座的尾端设有用于封闭顶针座内部腔体的密封座，所述顶针导电滑环安装在所述密封座上，所述顶紧压力传感器的信号线穿过密封座上的穿线孔与顶针导电滑环相连接；

为了方便调整测力顶针装置内部轴承的预紧状态，所述顶针座的前端设有用于密封顶针座内轴承腔的密封盖，所述密封盖上设有用于调节前端圆锥滚子轴承预紧状态的调整螺钉。

本发明中，所述顶针座设有连接车床尾架的外锥体。

本发明中，所述外锥体为莫氏圆锥或1:20公制圆锥。

作为对本发明的进一步改进，本发明的一种车削加工系统的测力顶针装置还包括用于操作回转顶针自动顶紧的电动顶紧机构，所述电动顶紧机构包括尾架底座，所述尾架底座内设有用于安装所述顶针座的尾架套筒，所述尾架底座的尾端安装有用于操作所述尾架套筒前后移动的尾架螺杆，所述尾架螺杆与尾架套筒螺纹连接；所述尾架底座上还安装有顶紧用减速电机，所述顶紧用减速电机通过一对相互啮合的圆柱齿轮与尾架螺杆连接；所述一对相互啮合的圆柱齿轮中，其中一个圆柱齿轮连接在尾架螺杆上，另一个圆柱齿轮连接在顶紧用减速电机的电机轴上。

上述电动顶紧机构的设置，使得车床控制系统能够根据顶紧压力传感器测得的顶紧力情况，启动电动顶紧机构调整顶紧力的大小，实现顶紧操作的自动化。

作为对本发明的更进一步改进，本发明的一种车削加工系统的测力夹紧装置还包括用于操作卡爪体自动夹紧的电动夹紧机构，所述电动夹紧机构包括夹紧用减速电机、一对相互啮合的直角齿轮，所述夹紧用减速电机固定在所述花盘上，所述一对相互啮合的直角齿轮中，其中一个直角齿轮连接在夹紧用减速电机的电机轴上，另一个直角齿轮连接在径向夹紧螺杆上，且所述夹紧用减速电机的控制线穿过车床主轴的内孔连接至主轴导电滑环、并通过主轴导电滑环连接至车床控制系统。

上述电动夹紧机构的设置，使得车床控制系统能够根据夹紧压力传感器测得的夹紧力情况，启动电动夹紧机构调整夹紧力的大小，实现夹紧操作的自动化。

采用上述一种车削加工系统的风电主轴的车削加工方法，包括如下步骤：

步骤一，加工设备选用：采用具有测力夹紧装置及测力顶紧装置的数控长轴车床，所述测力夹紧装置能够实时检测夹紧力的大小，所述测力顶紧装置能够实时检测顶紧力的大小；且所述数控长轴车床的拖板上安装在线激光测径仪；所述在线激光测径仪连接车床控制系统的控制器；

步骤二，零件装夹：对风电主轴进行装夹，风电主轴的一端用测力夹紧装置夹紧，另一端用测力顶紧装置顶紧；

步骤三，粗车加工：对风电主轴进行粗车加工，加工中由在线激光测径仪检测风电主轴的误差。

步骤四，误差补偿量计算：根据在线激光测径仪测得的风电主轴上各处的误差，计算并设定风电主轴上各处的补偿量，用于风电主轴的精车加工；

步骤五，加工路径规划：根据设定补偿量，对风电主轴的加工路径进行规划，得到精车加工路径。

步骤六，精车加工：根据精车加工路径进行精车加工。

本发明的有益效果是：

第一，本发明的一种车削加工系统，其测力夹紧装置的车床花盘的卡爪体上设有夹紧块，夹紧块安装在卡爪体的导向槽中，夹紧块的背端设有用于检测夹紧压力的夹紧压力传感器，夹紧压力传感器将检测到的夹紧力通过信号线、主轴导电滑环传送至车床控制系统。因此，在装夹零件时，夹紧力的情况能够得到检测，实现夹紧力的精确控制。

第二，本发明的一种车削加工系统的测力夹紧装置，在零件的加工过程中，其能够实时监测因切削力的波动而引起的夹紧力的变化情况，有利于防止加工过程中的装夹松动，避免产品质量事故和安全事故的发生。

第三，本发明的一种车削加工系统的测力顶针装置，在前端圆锥滚子轴承与推力轴承之间设有顶紧压力传感器，回转顶针的顶紧力通过圆锥滚子轴承直接传递到顶紧压力传感器上，顶紧压力传感器测得的顶紧力通过顶针导电滑环传输到车床控制系统。因此，其能够在回转顶针空载情况下(回转顶针不顶零件)检测到测力顶针装置内部轴承的预紧力状态，防止顶针装置故障时继续使用，避免质量事故的发生。

第四，本发明的一种车削加工系统的测力顶针装置，在回转顶针加载情况下(回转顶针顶牢零件)，零件的轴向顶紧力同样被顶紧压力传感器所检测到，实现了风电主轴等轴类零件顶紧压力的精确控制。

第五，本发明的一种车削加工系统的测力顶针装置，设有调节前端圆锥滚子轴承预紧状态的调整螺钉，方便了轴承预紧状态的调整。

第六，本发明的一种车削加工系统的测力顶针装置，如果在零件加工过程中发生车床主轴端装夹松动的情况，测力顶针装置能够检测到顶紧力的急剧下降，提前发出预警，有利于保证设备安全。

第七，本发明的一种车削加工系统设有加工直径补偿模块，通过在线激光测径仪获得粗车加工的零件误差数据，在精车阶段实现加工直径的自动补偿，由此解决了由于车床导轨磨损或切削力的波动而引起的加工形状误差问题。

第八，本发明的一种车削加工系统的测力顶针装置，设置有用于操作回转顶针自动顶紧的电动顶紧机构，使得车床控制系统能够根据顶紧压力传感器测得的顶紧力情况，启动电动顶紧机构调整顶紧力的大小，实现顶紧操作的自动化。

第九，本发明的一种车削加工系统的测力夹紧装置，设置有用于操作卡爪体自动夹紧的电动夹紧机构，车床控制系统根据夹紧压力传感器测得的夹紧力情况，可以启动电动夹紧机构调整夹紧力的大小，实现夹紧操作的自动化。

附图说明

图1是本发明的一种车削加工系统中的测力夹紧装置的结构示意图；

图2是本发明的一种车削加工系统中的测力顶针装置的结构示意图；

图3是加工直径补偿模块的结构示意图；

图4是在图2的测力顶针装置的基础上，增加了的电动顶紧机构结构示意图；

图5是在图1的测力夹紧装置的基础上，增加了电动夹紧机构的局部结构示意图。

图中：100、车床主轴、101、花盘，102、卡爪体，103、夹紧块，104、卡爪体的导向槽，105、夹紧压力传感器，106、夹紧压力传感器的信号线，107、车床主轴的内孔，108、车床主轴的尾端，109、主轴导电滑环，110、夹紧力提醒用报警装置，111、夹紧压力传感器的安装槽，112、夹紧力提醒用报警装置安装孔，113、紧固螺钉，114、花盘的卡爪定位槽，115、轴向定位螺杆，116、通槽，117、定位压板，118、螺母，119、径向夹紧螺杆，120、夹紧用减速电机、121、直角齿轮。

图中：200、车床控制系统。

图中：300、顶针座，301、回转顶针，302、推力轴承，303、前端圆锥滚子轴承，304、尾端径向轴承，305、顶紧压力传感器，306、顶紧压力传感器的信号线，307、回转顶针的内孔，308、顶针座的尾端，309、顶针导电滑环，310、顶紧力报警装置，311、密封座，312、外锥体，313、调整螺钉，314、密封盖，315、顶针座的前端；

图中：400、加工直径补偿模块；

图中：500、电动顶紧机构，501、尾架底座，502、尾架套筒，503、尾架螺杆，504、圆柱齿轮，505、顶紧用减速电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

如图1至3所示为本发明的一种车削加工系统的实施例，包括数控长轴车床，所述数控长轴车床的车床主轴100上设有用于夹紧零件并实时检测夹紧力的测力夹紧装置、所述数控长轴车床的尾架上设有用于顶紧零件并实时检测顶紧力的测力顶针装置。

所述数控长轴车床的拖板上安装有在线激光测径仪，所述在线激光测径仪连接车床控制系统200的控制器，所述车床控制系统中设有加工直径补偿模块400。

上述技术方案中，通过设置测力夹紧装置控制加工零件的装夹力，通过测力顶针装置控制加工零件的顶紧力，改善了零件的装夹状态；同时，根据在线激光测径仪测得的加工零件误差数据，加工直径补偿模块400对加工过程中产生的加工误差进行补偿。由此提高了零件的加工质量。

加工直径补偿模块的具体组成为：所述加工直径补偿模块400包括加工指令选择程序模块、加工参数获取程序模块、原始加工指令生成程序模块、新加工指令生成程序模块、测量数据获取程序模块、误差比较程序模块、新加工指令生成程序模块，所述加工指令选择程序模块按照程序的执行顺序一方面依次连接到加工参数获取程序模块、原始加工指令生成程序模块、控制器，另一方面依次连接到新加工指令生成程序模块、新加工指令生成程序模块、控制器，所述在线激光测径仪连接控制器，所述控制器输出在线激光测径仪的测量数据至测量数据获取程序模块，所述测量数据获取程序模块按照程序的执行顺序依次连接到误差比较程序模块、新加工指令生成程序模块。

加工直径补偿模块工作时，首先是根据零件加工参数(例如加工直径、加工长度等)，由原始加工指令生成程序模块生成加工走刀轨迹，进行零件的粗加工，加工过程中的加工零件尺寸数据被在线激光测径仪检测到。然后，加工直径补偿模块根据获取的加工数据，由误差比较程序模块进行误差的计算，计算出刀具加工轨迹的补偿量，并生成精车加工用的新加工指令，刀具按照新的走刀轨迹进行走刀切削，从而实现了加工直径补偿，由此解决了由于车床导轨磨损或切削力的波动而引起的加工形状误差问题。

本实施例中，所述测力夹紧装置包括车床主轴100、连接在所述车床主轴100端部的花盘101，所述花盘101上设有用于夹紧加工零件的卡爪体102，所述卡爪体102上设有夹紧块103，所述夹紧块103安装在卡爪体的导向槽104中，所述夹紧块103的背端设有用于检测夹紧压力的夹紧压力传感器105，所述夹紧压力传感器的信号线106通过车床主轴的内孔107延伸至车床主轴的尾端108，所述车床主轴的尾端108安装有主轴导电滑环109，所述夹紧压力传感器的信号线106连接所述主轴导电滑环109，所述主轴导电滑环109连接车床控制系统200。

上述实施例中，车床花盘101的卡爪体102上设有夹紧块103，夹紧块103安装在卡爪体的导向槽104中，夹紧块103的背端设有用于检测夹紧压力的夹紧压力传感器105，夹紧压力传感器105将检测到的夹紧力通过信号线106、主轴导电滑环109传送至车床控制系统200。因此，在装夹零件时，夹紧力的情况能够得到检测，实现夹紧力的精确控制；在零件的加工过程中，其能够实时监测因切削力的波动而引起的夹紧力的变化情况，有利于防止加工过程中的装夹松动，避免产品质量事故和安全事故的发生。

本实施例中，在所述所述卡爪体102上设有夹紧力提醒用报警装置110，所述夹紧力提醒用报警装置的信号线通过车床主轴的内孔107连接所述主轴导电滑环109；所述卡爪体102上设有夹紧压力传感器的安装槽111，所述安装槽111与所述导向槽104垂直且连通，所述夹紧压力传感器105安装于所述安装槽111中；所述卡爪体102上设有与所述安装槽111连通的夹紧力提醒用报警装置安装孔112，所述夹紧力提醒用报警装置110安装于所述夹紧力提醒用报警装置安装孔112中。

在装夹零件时，如果夹紧力超过设定值会发出报警，以提醒操作者进行夹紧力的调整；在零件的加工过程中，如果发生零件装夹松动的情况，也会发出报警，以防止发生质量事故和安全事故。

为了使得夹紧块103在卡爪体102上得到固定，所述夹紧块103通过紧固螺钉113与所述夹紧压力传感器105固定；所述卡爪体102安装在所述花盘的卡爪定位槽114内，所述卡爪体102的背端设有轴向定位螺杆115，所述花盘101上设有通槽116，所述卡爪体102的轴向定位螺杆115穿过所述通槽116，并通过定位压板117、螺母118压紧定位；所述花盘101上设有用于驱动卡爪体102径向移动的径向夹紧螺杆119，在所述轴向定位螺杆115的杆体上设有杆体螺纹孔，所述径向夹紧螺杆119通过所述杆体螺纹孔带动卡爪体102径向移动。

本实施例中，所述测力顶针装置包括顶针座300、回转顶针301，所述顶针座的前端315内孔按照从顶针座的前端315到顶针座的尾端308的方向依次设有前端圆锥滚子轴承303和推力轴承302，所述顶针座的尾端308内孔设有尾端径向轴承304，所述回转顶针301通过所述前端圆锥滚子轴承303、推力轴承302、尾端径向轴承304安装在所述顶针座300内，在所述前端圆锥滚子轴承303与推力轴承302之间设有顶紧压力传感器305，所述顶紧压力传感器的信号线306通过回转顶针的内孔307延伸至顶针座的尾端308，所述顶针座的尾端308安装有顶针导电滑环309，所述顶紧压力传感器的信号线306连接所述顶针导电滑环309，所述顶针导电滑环309连接车床控制系统200。

上述测力顶针装置中，在前端圆锥滚子轴承303与推力轴承302之间设有顶紧压力传感器305，回转顶针301的顶紧力通过圆锥滚子轴承303直接传递到顶紧压力传感器305上，顶紧压力传感器305测得的顶紧力通过顶针导电滑环309传输到车床控制系统200。因此，其能够在回转顶针301空载情况下(回转顶针不顶零件)检测到测力顶针装置内部轴承的预紧力状态，防止顶针装置故障时继续使用，避免质量事故的发生。另一方面，在回转顶针301加载情况下(回转顶针顶牢零件)，零件的轴向顶紧力同样被顶紧压力传感器所检测到，实现了加工零件顶紧压力的精确控制。

为了防止顶紧力异常，本实施例的一种车削加工系统的测力顶针装置还包括顶紧力报警装置310，所述顶紧力报警装置310的信号线连接车床控制系统200。当装夹零件时，出现顶紧力异常情况会由报警装置发出报警，提醒操作人员及时调整顶紧力。

本实施例中，所述顶针座的尾端308设有用于封闭顶针座300内部腔体的密封座311，所述顶针导电滑环309安装在所述密封座311上，所述顶紧压力传感器的信号线306穿过密封座311上的穿线孔与顶针导电滑环309相连接。

为了方便调整测力顶针装置内部轴承的预紧状态，所述顶针座的前端315设有用于密封顶针座内轴承腔的密封盖314，所述密封盖上设有用于调节前端圆锥滚子轴承303预紧状态的调整螺钉315。

本实施例中，所述顶针座300设有连接车床尾架的外锥体。

本实施例中，所述外锥体为莫氏圆锥或1:20公制圆锥。

本实施例中，夹紧力提醒用报警装置110、顶紧力报警装置310采用蜂鸣器或声光报警装置。

作为对实施例的进一步改进，本实施例的一种车削加工系统的测力顶针装置还包括用于操作回转顶针301自动顶紧的电动顶紧机构500，所述电动顶紧机构500包括尾架底座501，所述尾架底座501内设有用于安装所述顶针座300的尾架套筒502，所述尾架底座501的尾端安装有用于操作所述尾架套筒502前后移动的尾架螺杆503，所述尾架螺杆503与尾架套筒502螺纹连接；所述尾架底座501上还安装有顶紧用减速电机505，所述顶紧用减速电机505通过一对相互啮合的圆柱齿轮504与尾架螺杆503连接；所述一对相互啮合的圆柱齿轮504中，其中一个圆柱齿轮连接在尾架螺杆503上，另一个圆柱齿轮连接在顶紧用减速电机505的电机轴上。

上述电动顶紧机构的设置，使得车床控制系统200能够根据顶紧压力传感器305测得的顶紧力情况，启动电动顶紧机构500调整顶紧力的大小，实现顶紧操作的自动化。

作为对实施例的更进一步改进，本实施例的一种车削加工系统的测力夹紧装置还包括用于操作卡爪体102自动夹紧的电动夹紧机构，所述电动夹紧机构包括夹紧用减速电机120、一对相互啮合的直角齿轮121，所述夹紧用减速电机120固定在所述花盘101上，所述一对相互啮合的直角齿轮121中，其中一个直角齿轮连接在夹紧用减速电机120的电机轴上，另一个直角齿轮连接在径向夹紧螺杆119上，且所述夹紧用减速电机120的控制线穿过车床主轴的内孔107连接至主轴导电滑环109、并通过主轴导电滑环109连接至车床控制系统200。

上述电动夹紧机构的设置，使得车床控制系统200能够根据夹紧压力传感器105测得的夹紧力情况，启动电动夹紧机构调整夹紧力的大小，实现夹紧操作的自动化。

实施例2：

采用上述实施例的一种车削加工系统的风电主轴的车削加工方法，包括如下步骤：

步骤一，加工设备选用：采用具有测力夹紧装置及测力顶紧装置的数控长轴车床，所述测力夹紧装置能够实时检测夹紧力的大小，所述测力顶紧装置能够实时检测顶紧力的大小；且所述数控长轴车床的拖板上安装在线激光测径仪；所述在线激光测径仪连接车床控制系统的控制器；

步骤二，零件装夹：对风电主轴进行装夹，风电主轴的一端用测力夹紧装置夹紧，另一端用测力顶紧装置顶紧；

步骤三，粗车加工：对风电主轴进行粗车加工，加工中由在线激光测径仪检测风电主轴的误差。

步骤四，误差补偿量计算：根据在线激光测径仪测得的风电主轴上各处的误差，计算并设定风电主轴上各处的补偿量，用于风电主轴的精车加工；

步骤五，加工路径规划：根据设定补偿量，对风电主轴的加工路径进行规划，得到精车加工路径。

步骤六，精车加工：根据精车加工路径进行精车加工。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车削加工系统，其特征在于，包括数控长轴车床，所述数控长轴车床的车床主轴上设有用于夹紧零件并实时检测夹紧力的测力夹紧装置、所述数控长轴车床的尾架上设有用于顶紧零件并实时检测顶紧力的测力顶针装置；所述数控长轴车床的拖板上安装有在线激光测径仪，所述在线激光测径仪连接车床控制系统的控制器，所述车床控制系统中设有加工直径补偿模块。

2.根据权利要求1所述的一种车削加工系统，其特征在于，加工直径补偿模块包括加工指令选择程序模块、加工参数获取程序模块、原始加工指令生成程序模块、新加工指令生成程序模块、测量数据获取程序模块、误差比较程序模块、新加工指令生成程序模块，所述加工指令选择程序模块按照程序的执行顺序一方面依次连接到加工参数获取程序模块、原始加工指令生成程序模块、控制器，另一方面依次连接到新加工指令生成程序模块、新加工指令生成程序模块、控制器，所述在线激光测径仪连接控制器，所述控制器输出在线激光测径仪的测量数据至测量数据获取程序模块，所述测量数据获取程序模块按照程序的执行顺序依次连接到误差比较程序模块、新加工指令生成程序模块。

3.根据权利要求1所述的一种车削加工系统，其特征在于，所述测力夹紧装置包括车床主轴、连接在所述车床主轴端部的花盘，所述花盘上设有用于夹紧加工零件的卡爪体，所述卡爪体上设有夹紧块，所述夹紧块安装在卡爪体的导向槽中，所述夹紧块的背端设有用于检测夹紧压力的夹紧压力传感器，所述夹紧压力传感器的信号线通过车床主轴的内孔延伸至车床主轴的尾端，所述车床主轴的尾端安装有主轴导电滑环，所述夹紧压力传感器的信号线连接所述主轴导电滑环，所述主轴导电滑环连接车床控制系统。

4.根据权利要求3所述的一种车削加工系统，其特征在于，在所述卡爪体上设有夹紧力提醒用报警装置，所述夹紧力提醒用报警装置的信号线通过车床主轴的内孔连接所述主轴导电滑环；所述卡爪体上设有夹紧压力传感器的安装槽，所述安装槽与所述导向槽垂直且连通，所述夹紧压力传感器安装于所述安装槽中；所述卡爪体上设有与所述安装槽连通的夹紧力提醒用报警装置安装孔，所述夹紧力提醒用报警装置安装于所述夹紧力提醒用报警装置安装孔中。

5.根据权利要求3所述的一种车削加工系统，其特征在于，所述夹紧块通过紧固螺钉与所述夹紧压力传感器固定；所述卡爪体安装在所述花盘的卡爪定位槽内，所述卡爪体的背端设有轴向定位螺杆，所述花盘上设有通槽，所述卡爪体的轴向定位螺杆穿过所述通槽，并通过定位压板、螺母压紧定位；所述花盘上设有用于驱动卡爪体径向移动的径向夹紧螺杆，在所述轴向定位螺杆的杆体上设有杆体螺纹孔，所述径向夹紧螺杆通过所述杆体螺纹孔带动卡爪体径向移动。

6.根据权利要求1所述的一种车削加工系统，其特征在于，所述测力顶针装置包括顶针座、回转顶针，所述顶针座的前端内孔按照从顶针座的前端到顶针座的尾端的方向依次设有前端圆锥滚子轴承和推力轴承，所述顶针座的尾端内孔设有尾端径向轴承，所述回转顶针通过所述前端圆锥滚子轴承、推力轴承、尾端径向轴承安装在所述顶针座内，在所述前端圆锥滚子轴承与推力轴承之间设有顶紧压力传感器，所述顶紧压力传感器的信号线通过回转顶针的内孔延伸至顶针座的尾端，所述顶针座的尾端安装有顶针导电滑环，所述顶紧压力传感器的信号线连接所述顶针导电滑环，所述顶针导电滑环连接车床控制系统。

7.根据权利要求6所述的一种车削加工系统，其特征在于，所述顶针座的尾端设有用于封闭顶针座内部腔体的密封座，所述顶针导电滑环安装在所述密封座上，所述顶紧压力传感器的信号线穿过密封座上的穿线孔与顶针导电滑环相连接；所述顶针座的前端设有用于密封顶针座内轴承腔的密封盖，所述密封盖上设有用于调节前端圆锥滚子轴承预紧状态的调整螺钉。

8.根据权利要求6所述的一种车削加工系统，其特征在于，还包括用于操作回转顶针自动顶紧的电动顶紧机构，所述电动顶紧机构包括尾架底座，所述尾架底座内设有用于安装所述顶针座的尾架套筒，所述尾架底座的尾端安装有用于操作所述尾架套筒前后移动的尾架螺杆，所述尾架螺杆与尾架套筒螺纹连接；所述尾架底座上还安装有顶紧用减速电机，所述顶紧用减速电机通过一对相互啮合的圆柱齿轮与尾架螺杆连接；所述一对相互啮合的圆柱齿轮中，其中一个圆柱齿轮连接在尾架螺杆上，另一个圆柱齿轮连接在顶紧用减速电机的电机轴上。

9.根据权利要求5所述的一种车削加工系统，其特征在于，还包括用于操作卡爪体自动夹紧的电动夹紧机构，所述电动夹紧机构包括夹紧用减速电机、一对相互啮合的直角齿轮，所述夹紧用减速电机固定在所述花盘上，所述一对相互啮合的直角齿轮中，其中一个直角齿轮连接在夹紧用减速电机的电机轴上，另一个直角齿轮连接在径向夹紧螺杆上，且所述夹紧用减速电机的控制线穿过车床主轴的内孔连接至主轴导电滑环、并通过主轴导电滑环连接至车床控制系统。

10.一种采用权利要求1至9中任意一项所述的一种车削加工系统的风电主轴的车削加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，加工设备选用：采用具有测力夹紧装置及测力顶紧装置的数控长轴车床，所述测力夹紧装置能够实时检测夹紧力的大小，所述测力顶紧装置能够实时检测顶紧力的大小；且所述数控长轴车床的拖板上安装在线激光测径仪；所述在线激光测径仪连接车床控制系统的控制器；

步骤二，零件装夹：对风电主轴进行装夹，风电主轴的一端用测力夹紧装置夹紧，另一端用测力顶紧装置顶紧；

步骤三，粗车加工：对风电主轴进行粗车加工，加工中由在线激光测径仪检测风电主轴的误差。

步骤四，误差补偿量计算：根据在线激光测径仪测得的风电主轴上各处的误差，计算并设定风电主轴上各处的补偿量，用于风电主轴的精车加工；

步骤五，加工路径规划：根据设定补偿量，对风电主轴的加工路径进行规划，得到精车加工路径。

步骤六，精车加工：根据精车加工路径进行精车加工。