CN109489964B - 基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置，为克服无法及时监测奇异数据产生、消除及调整试验台对中费时费力的问题，装置包括主轴位置调整部分、检测部分与监测及自动控制部分；检测部分包括支撑装置、进给装置与检测装置；主轴位置调整部分通过一号至四号静压滑台安装在地平铁的中间位置：一号、二号静压滑台安装在地平铁的左侧，三号、四号静压滑台安装在地平铁的右侧；检测部分通过一号、二号支撑底座安装在地平铁的中间位置，支撑装置位于主轴位置调整部分的前后两侧，进给装置安装在支撑装置上；检测装置中的一号、二号激光对中仪固定在进给装置中固定板上；监测及自动控制部分和主轴位置调整部分、检测部分电线连接。

Description

基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置

技术领域

本发明涉及一种自动对中装置，更确切地说，本发明涉及一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置。

背景技术

数控机床作为机械制造的工业母机，通常代表了一个国家制造业的水平。而我国高端的数控机床市场一直由进口数控机床所占据，主要原因是因为国产数控机床的可靠性差、精度保持性低。数控机床可靠性的问题限制了我国自主品牌数控机床的发展，所以提高国产数控机床的可靠性对我国数控机床行业的发展具有十分重大的意义。

数控机床的可靠性水平很大程度上由关键功能部件的可靠性水平所决定，作为数控机床主要功能部件，主轴主要的作用是带动工件或刀具旋转并且主轴部件的可靠性决定了加工质量和切削效率，所以主轴部件可靠性的提高直接提高了数控机床的可靠性。电主轴作为机床主轴的新一代产品，与机械主轴相比省去了传动环节，将机床主轴与主轴电机融为一体，实现机床的“零传动”,与传统机械主轴相比可靠性也得到了相应的提高，目前国产电主轴的可靠性为5000-8000小时，与国外电主轴的可靠性相差不多。但国内电主轴的可靠性大多是在低转速或低扭矩的情况下评估的，在高转速、高扭矩的工况下国产电主轴会出现输出不达标、精度保持性差等现象，为解决国产电主轴在高转速、高扭矩工况下可靠性差的这一问题，提高国产电主轴的市场竞争力，在国家自然基金“数控机床主轴可靠性加速试验基础问题研究”的支持下，吉林大学机械工业数控装备可靠性技术重点实验室开发了基于对拖加载的高速电主轴可靠性试验台，该试验台可一次对两根电主轴进行加速寿命试验，大幅度的提高电主轴加速试验的效率，但是该试验台在运行过程中偶尔会出现主轴轴端径向跳动过大，加载单元振动过大的情况，很大程度上影响了试验的精度和试验的效率，究其原因是两根受试主轴在试验过程中对中情况变化所导致。并且可靠性试验一般周期较长，若人为的对试验台进行实时监控会消耗巨大的人力，且应用人力对试验台的不对中情况进行调整会花费大量的时间，提高试验成本。所以有必要针对此问题开发一套具有自动检测两根受试主轴对中情况、自动调整两根受试主轴对中状态、实时检测两根受试主轴对中状态及试验台自动停止和恢复的装置，这样可大幅减少可靠性试验中的试验成本并且消除试验数据奇异点的产生。

本发明根据试验台实际的运行工况，提出了一种能够对两根受试电主轴对中情况进行实时检测、调整的装置及相应的使用方法。应用该发明能及时的发现超出试验允许的两根受试电主轴不对中情况并及时对此情况进行调整，从而增加试验精度、提高试验效率，使试验获得的电主轴试验数据可作为数控机床关键功能部件可靠性增长和可靠性评估的基础数据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术无法及时监测试验中奇异数据的产生与消除奇异数据及人为的调整试验台对中会耗费大量的人力和时间的问题，提供了一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置包括主轴位置调整部分、检测部分与监测及自动控制部分；

所述的主轴位置调整部分包括地平铁、一号静压滑台、二号静压滑台、三号静压滑台、四号静压滑台，4套结构相同的主轴抱夹机构、一号直线电机、二号直线电机、三号直线电机与四号直线电机；所述的4套结构相同的主轴抱夹机构安装在一号静压滑台、二号静压滑台、三号静压滑台与四号静压滑台中的一号滑动平台、二号滑动平台、三号滑动平台与四号滑动平台上，一号直线电机、二号直线电机、三号直线电机与四号直线电机安装在一号静压滑台、二号静压滑台、三号静压滑台与四号静压滑台的一号底座、二号底座、三号底座与四号底座上的一号通孔、二号通孔、三号通孔、四号通孔中的地平铁上，一号直线电机、二号直线电机、三号直线电机与四号直线电机和一号静压滑台、二号静压滑台、三号静压滑台与四号静压滑台中的一号滑动平台、二号滑动平台、三号滑动平台与四号滑动平台之间采用螺杆螺母副连接；

所述的检测部分包括支撑装置、进给装置与检测装置；

所述的进给装置包括一号自锁电机、二号自锁电机、检测架与翻转机构；所述的检测架包括一号齿轮、二号齿轮、一号齿条、二号齿条、支撑梁;所述的一号自锁电机与二号自锁电机安装在支撑装置中的一号电机支撑架与二号电机支撑架的顶端，一号齿轮与二号齿轮套装在一号自锁电机与二号自锁电机的输出轴上，一号齿条与二号齿条固定安装在支撑装置中的一号滑轨与二号滑轨上，一号齿轮与一号齿条之间为啮合连接，二号齿轮与二号齿条之间为啮合连接，支撑梁两端和一号齿条与二号齿条的顶端焊接固定；翻转机构通过其中的丝杠导轨焊接固定在支撑梁底端面的中间处;

所述的翻转机构还包括丝杠导轨、调整电机、双轴传动电机、一号调整齿轮、二号调整齿轮、一号圆弧齿条、二号圆弧齿条与固定板；

所述的丝杠导轨焊接固定在支撑梁的底端面上,调整电机固定在支撑梁的底端面上,调整电机输出端套装在丝杠的一端上，两者之间为过盈配合连接，一号圆弧齿条与二号圆弧齿条焊接固定在丝杠导轨的移动平台上，2个结构相同的滑动固定架安装在一号圆弧齿条与二号圆弧齿条上，两者之间为滑动连接，双轴传动电机的传动轴）的双输出端安装在2个结构相同的滑动固定架下端的通孔中，传动轴的双输出端与滑动固定架下端通孔之间为间隙配合连接，一号调整齿轮与二号调整齿轮安装在传动轴的双输出端上，一号调整齿轮与二号调整齿轮和一号圆弧齿条与二号圆弧齿条的内轮齿啮合连接，固定板固定安装2个结构相同的滑动固定架的底端面上；

所述的固定板包括固定板体、调整螺栓、一号滑动齿条、二号滑动齿条、一号固定滑轨、二号固定滑轨与调整齿轮；一号固定滑轨与二号固定滑轨相互平行地采用螺栓安装在固定板体的左下与右上的两个对角处，一号滑动齿条、二号滑动齿条固定安装在一号固定滑轨与二号固定滑轨上的一号滑动块的下端与二号滑动块的上端；固定板体中心处设置有通孔，调整螺栓插入通孔中，调整齿轮套装在调整螺栓的光杆部分上，调整齿轮和一号滑动齿条与二号滑动齿条啮合连接；调整螺栓从通孔的伸出端与螺母配合，将调整螺栓与调整齿轮的轴向位置固定；

所述的主轴位置调整部分通过一号静压滑台、二号静压滑台、三号静压滑台与四号静压滑台沿纵向安装在地平铁的中间位置，其中：一号静压滑台与二号静压滑台安装在地平铁的左侧，三号静压滑台与四号静压滑台安装在地平铁的右侧；

所述的检测部分通过支撑装置沿横向对称地安装在地平铁的中间位置，支撑装置位于主轴位置调整部分的前后两侧，进给装置安装在支撑装置上，进给装置与检测装置位于主轴位置调整部分的上方；检测装置采用螺栓固定在进给装置上；监测及自动控制部分安装在地平铁外侧的地基上，监测及自动控制部分和主轴位置调整部分、检测部分电线连接。

技术方案中所述的支撑装置包括一号支撑底座、二号支撑底座、一号电机支撑架、二号电机支撑架、一号滑轨固定架、二号滑轨固定架、一号滑轨与二号滑轨；所述的一号支撑底座、二号支撑底座安装在地平铁的横向对称线的两端处，并采用螺栓固定，一号电机支撑架与一号滑轨固定架并排地安装在一号支撑底座的顶端并用螺栓固定，二号电机支撑架与二号滑轨固定架并排地安装在二号支撑底座的顶端并用螺栓固定；一号电机支撑架与二号电机支撑架为对称设置，一号滑轨固定架与二号滑轨固定架为对称设置，一号滑轨与二号滑轨安装在一号滑轨固定架与二号滑轨固定架中竖直壁的外侧，并采用螺栓固定连接。

技术方案中所述的检测装置包括一号激光对中仪与二号激光对中仪；所述的一号激光对中仪、二号激光对中仪采用型号为Fixturlaser EVO的激光对中仪，且将一号激光对中仪、二号激光对中仪下端的链条结构改装成机械卡手，一号激光对中仪、二号激光对中仪采用螺栓固定在进给装置中的固定板上的一号固定滑轨、二号固定滑轨上的一号滑动块的上端、二号滑动块的下端，一号激光对中仪、二号激光对中仪的输出端通过数据传输线与工控机连接。

技术方案中所述的监测及自动控制部分包括变频器、安装有Labview程序与报警程序的工控机、可编程控制器PLC、A/D采集卡与振动传感器；所述的可编程控制器PLC的串口上行方向利用数据传输线与工控机RS232接口连接，可编程控制器PLC的串口下行方向利用数据传输线和变频器的RS232接口连接，变频器的信号输入端与工控机输出端通过数据传输线连接，A/D采集卡信号输入端与振动传感器的信号输出端连接，A/D采集卡数据输出端与工控机的数据传入端口连接，A/D采集卡输出端与工控机的报警输入端通过信号传输线连接。

技术方案中所述的监测及自动控制部分和主轴位置调整部分、检测部分电线连接是指：所述的监测及自动控制部分中的可编程控制器PLC的输出口和主轴位置调整部分中的一号静压滑台、二号静压滑台、三号静压滑台与四号静压滑台中的一号直线电机、二号直线电机、三号直线电机与四号直线电机的接线端连接；可编程控制器PLC的输出口和检测部分中的一号自锁电机、二号自锁电机、双轴传动电机与调整电机的接线端连接；监测及自动控制部分中的变频器的输出口和一号受试主轴电机与二号受试主轴电机的接线端连接，可编程控制器PLC的输出口和一号激光对中仪、二号激光对中仪的输出端连接。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置可对两根受试电主轴对中情况进行实时检测，在不对中情况发生时及时停止试验，对不对中情况进行检测，消除试验中产生奇异数据的可能，并且检测时间短，检测精度高。检测完毕后装置会对试验台的不对中情况进行调整，调整机构采用的纳米级静压滑台不仅可保证调整的准确性、稳定性并且调整耗时短。自动对中装置还可对中途停止的试验进行恢复，保证试验的完整性，避免重复试验，节省试验时间和试验成本。

2.本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置的检测部分、调整部分完全实现自动化，在保证试验按照规定进行的同时，节约了大量的人力。

3.本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置可以对不同型号的受试主轴进行对中情况的检测及对两根受试电主轴不对中情况的自动调整，体现本装置的灵活性和普适性。

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置结构组成的轴测投影视图；

图2是本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置中主轴位置调整部分的俯视图；

图3是本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置中检测部分的轴测投影视图；

图4是图3所示的本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置中检测部分旋转90度后的轴测投影视图；

图5是本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置中激光对中仪安装部分的轴测投影视图；

图6是本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置中双轴电机结构组成的主视图上的全剖视图；

图7是本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置中监测及自动控制部分的结构原理框图；

图8是本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置应用过程的流程框图;

图9-1是本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置滑动固定架的主视图;

图9-2是本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置滑动固定架的右视图;

图10是本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置中所采用的一号装置静压滑台及一号直线电机结构组成的轴测投影图；

图11是本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置中所采用的一号装置静压滑台及一号直线电机结构组成的分解式轴测投影视图；

图中：1.地平铁；2-1.一号直线电机，2-2.二号直线电机，2-3.三号直线电机，2-4.四号直线电机，3-1.一号静压滑台，3-2.二号静压滑台，3-3.三号静压滑台，3-4.四号静压滑台，4.主轴抱夹机构，5.工控机，6.可编程控制器PLC，7.变频器，8.联轴器，9.振动传感器，10-1.一号支撑底座，10-2.二号支撑底座，11-1.一号电机支撑架，11-2.二号电机支撑架，12-1.一号自锁电机，12-2.二号自锁电机，13.支撑梁，14-1.一号滑轨固定架，14-2.二号滑轨固定架，15-1.一号滑轨，15-2.二号滑轨，16-1.一号齿条，16-2.二号齿条，17-1.一号齿轮，17-2.二号齿轮，18-1.一号圆弧齿条，18-2.二号圆弧齿条，19-1.一号激光对中仪，19-2.二号激光对中仪，20-1.一号调整齿轮，20-2.二号调整齿轮，21.滑动固定架，22.双轴传动电机，23.调整螺栓，24-1.一号滑动齿条，24-2.二号滑动齿条，25-1.一号固定滑轨，25-2.二号固定滑轨，26.调整齿轮，27.传动轴，28.左侧端盖，29.轴承垫圈，30.电机外壳，31.转子线圈，32.定子线圈，33.角接触球轴承，34.右侧端盖，35.调整电机，36.丝杠导轨，37.固定板，38.底座，39.静压滑块，40.流量控制器，41.滑台一号导轨，42.滑台二号导轨，43.光栅尺，44.滑动平台，45.配重气缸，46.左侧调整螺母，47.右侧调整螺母，48.左侧固定板，49.右侧固定板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

由于试验中无法对两根受试主轴对中情况进行检测，通常是在试验开始和试验结束时对两根受试主轴对中情况进行检测，但试验结束时的检测结果通常是不对中情况的差值已经超出试验台应力需用的最大值，这就导致了数据奇异点的产生且无法确定试验台何时开始产生奇异数据，换而言之，无法确定哪些数据是在超出试验台允许的不对中情况下产生，进而导致全部试验数据作废。然而人为的对试验台进行对中情况检测并调整会长时间的打断可靠性试验，影响试验效率，在停止试验检测时很可能出现不对中情况未发生或已经发生并运行一段时间的情况，即不能对试验台对中进行实时的监测及不对中情况的调整，并且电主轴可靠性试验的周期一般较长，若使用人力对不对中情况进行监测会造成巨大的浪费。为解决这些问题，需要能够对两根受试主轴对中情况进行实时监控、报警及自动调整的装置。

综上，需要的装置要对两根受试主轴的对中情况完成监控，该装置需具备以下功能：

1.试验台未运行时自动对中装置对两根受试主轴对中情况的检测；

2.试验台未运行时自动对中装置对两根受试主轴位置的自动调整；

3.试验台运行时自动对中装置对两根受试主轴对中情况的实时监测；

4.试验台自动对中装置对不对中情况的限值设定；

5.试验台运行时自动对中装置对不对中情况的自动报警；

6.不对中情况发生时试验台的停止及恢复；

为满足以上功能本发明提供一种智能、快捷的能够有效的解决电主轴对拖试验中受试主轴不对中问题的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置。

本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置包括主轴位置调整部分、检测部分与监测及自动控制部分。

1.主轴位置调整部分

参阅图1与图2，所述的主轴位置调整部分包括地平铁1、一号静压滑台3-1、二号静压滑台3-2、三号静压滑台3-3、四号静压滑台3-4、4套结构相同的主轴抱夹机构4、一号直线电机2-1、二号直线电机2-2、三号直线电机2-3与四号直线电机2-4；

所述的地平铁1为矩形的平板结构件，地平铁1上沿纵向均匀地设置有相互平行的T形槽，地平铁1为基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置的基础件，地平铁1固定安装在试验室的水平地基上。

所述的一号静压滑台3-1、二号静压滑台3-2、三号静压滑台3-3、四号静压滑台3-4为同一类型的纳米级静压滑台，均采用董婉娇《纳米级精度的竖直液体静压滑台设计》一文中所提出的静压滑台；

参阅图10及图11，所述的一号静压滑台3-1包括底座38、静压滑块39、流量控制器40、滑台一号导轨41、滑台二号导轨42、光栅尺43、滑动平台44、配重气缸45、左侧调整螺母46、右侧调整螺母47、左侧固定板48、右侧固定板49及夹具；

所述的底座38为U型的铸铁件，底座38直接固定在地平铁1上，为静压滑台其他部件提供支撑及位置的固定保证，

参阅图11，所述的静压滑块39为海浮乐静压滑块，与滑台二号导轨42组成一个可提供无摩擦的位移的导轨，提高滑台的位移精度，其自身通过静压导轨间的配合安装于滑台二号导轨42两个导轨的中间。

参阅图11，所述的流量控制器40为德国Hyprostatik的PM流量控制器，其具有自适应调节功能。在该流量控制器中，静压导轨油从静压油泵流出，经过PM流量控制和测压块后流入相应的油腔中。当导轨面上有足够的液体压力来平衡载荷时，滑块被浮起，并形成油膜。PM流量控制器40靠压力差对流量进行调节，不需要外部输入或电子控制，因此导轨在受外力作用时反应快，具有自适应能力。流量控制器40通过自身底部的螺纹孔与底座38上的螺纹孔通过双头螺栓固定，安装在静压滑块39与滑台二号导轨42的缝隙中。

参阅图11，所述的滑台一号导轨41为一副对称安装的L型导轨，安装在底座U型槽顶端的两侧，并采用螺栓将其固定在底座38上，且滑台一号导轨41的轨道上钻有螺纹孔为滑台二号导轨42提供安装的依据；

参阅图11，所述的滑台二号导轨42为一副海浮乐静压导轨，两根静压导轨的一侧长矩形边上都钻有通孔，通过螺栓及自身的通孔固定安装在滑台一号导轨41的轨道上，这样滑台一号导轨41、滑台二号导轨42及底座38形成闭式矩形导轨，此时静压滑块39只有一个自由度，其静压滑块39在其中间只能沿一个方向运动，为静压滑台的静压滑块39及滑动平台44滑动调整提供方向轨道；

参阅图11，所述的光栅尺43为2个高精度光栅尺，用于记录及调节滑动平台的位置，从而获得较高的运动精度，2个高精度光栅尺底端钻有螺纹，穿过左侧调整螺母46、右侧调整螺母47、左侧固定板48及右侧固定板49的通孔，其自身的螺纹与螺母相互配合固定安装；

参阅图11，所述的滑动平台44为T型的铝合金结构件， T型铝合金的顶端平面为平台，下端为拉宽设计，保证平台的平稳性。采用铝合金材质可大幅减少滑动平台的自重，从而减少由于自重而导致移动不准确的可能性，提高滑动运动的精确性，其底部钻有螺纹孔，通过该螺纹孔与静压滑块39的顶部螺纹孔，利用双头螺钉将滑动平台固定安装在静压滑块39上，并可跟随静压滑块39一起移动，滑动平台44为主轴抱夹机构4提供安装固定的平台。

参阅图11，所述的配重气缸45为2个欧境公司生产的型号为pw10025的高压气体配重气缸，配重气缸45用来抵消滑台及受试主轴的重力从而提高静压滑动平台的移动精度，配重气缸45通过自身的中心通孔套装台光栅尺43上；

所述的左侧调整螺母46、右侧调整螺母47为两个相同的螺母，其作用是固定和调整光栅尺43级配重气缸45的位置，左侧调整螺母46、右侧调整螺母47为中心是光孔的螺母，具体形状参阅图11，其套装在光栅43尺尾部的光杆上，与光栅尺43、配重气缸45一起固定安装在左侧固定板48及右侧固定板49上。

所述的左侧固定板48、右侧固定板49两块结构相同钢制板材，具体形状参阅图11，其底脚处钻有通孔，螺栓通过该通孔与底座38槽顶平台上的螺纹孔将其固定在底座38槽顶平台上；其板上钻有通孔，该通孔为光栅尺43、配种气缸45、左侧调整螺母46及右侧调整螺母47的固定安装提供相对位置的保证。

所述的夹具只安装在竖直放置的三号静压滑台3-3、四号静压滑台3-4上，夹具为两块半圆形的管状结构件，通过调节两块构件间的距离来夹紧所需夹紧的构件。螺栓穿过夹具自身底脚上的通孔与滑动平台上螺纹孔配合将夹具固定在滑动平台的平台中心；

滑动平台44带动固定在滑动平台上的夹具移动进而带动被试主轴抱夹机构4移动完成主轴对中情况的调整。

所述的4套结构相同的主轴抱夹机构4包括8块结构相同的V型铁结构件，1套主轴抱夹机构4包括2块V型铁结构件，两块结构相同的V型铁的两端采用螺栓固定连接夹紧受试主轴一端，每根受试主轴左右两端都需通过主轴抱夹机构4夹紧，从而使受试主轴试验过程中不会产生振动，采用如此结构可减轻主轴抱夹机构4的重量，使静压滑台所支撑的重量减少，从而提高静压滑台的使用寿命及精度保持性。

参阅图2，主轴抱夹机构4安装于静压滑台上，安装在一号静压滑台3-1、二号静压滑台3-2上的主轴抱夹机构4的底部通过螺钉固定在静压滑台中的滑动平台的螺纹孔上，安装在三号静压滑台3-3、四号静压滑台3-4上的主轴抱夹机构4的下端焊接一根圆柱铁，三号静压滑台3-3、四号静压滑台3-4通过此圆柱铁与安装在自身滑动平台上的夹具配合将此端主轴抱夹机构4固定，具体安装方式如图2中所示。

所述的一号直线电机2-1、二号直线电机2-2、三号直线电机2-3与四号直线电机2-4结构相同，均采用型号为NT88H的直线电机。

一号静压滑台3-1、二号静压滑台3-2、三号静压滑台3-3、四号静压滑台3-4采用螺钉安装固定在地平铁1上，一号静压滑台3-1与二号静压滑台3-2沿地平铁1的纵向安装在地平铁1的一（左）侧，一号静压滑台3-1与二号静压滑台3-2用于调整两根受试主轴的左右不对中情况，三号静压滑台3-3、四号静压滑台3-4沿地平铁1的横向安装在地平铁1的另一（右）侧，三号静压滑台3-3、四号静压滑台3-4用于调整两根受试主轴的前后不对中情况，一号静压滑台3-1、二号静压滑台3-2、三号静压滑台3-3、四号静压滑台3-4的距离可通过地平铁1上的T形槽来调节，从而使一号静压滑台3-1、二号静压滑台3-2、三号静压滑台3-3、四号静压滑台3-4可分别支撑BT30、BT40、BT50型号的受试电主轴。沿地平铁1的横向安装布置的三号静压滑台3-3、四号静压滑台3-4的滑动平台上安装有主轴抱夹机构4，参阅图1，此主轴抱夹机构4为半圆形结构件，采用螺钉固定安装在三号静压滑台3-3、四号静压滑台3-4的滑动平台上。

参阅图2与图11一号直线电机2-1、二号直线电机2-2分别安装在对应号的静压滑台底座38的U型凹槽中，并通过底座38凹槽底部的通孔固定在地平铁1上，采用此种固定方式可以防止直线电机随滑台一起振动，同时加固了静压滑台。三号直线电机2-3、四号直线电机2-4直线电通过电机轨道上的螺纹孔及三号静压滑台3-3、四号静压滑台3-4底座凹槽中的螺纹孔，利用螺栓分别固定于对应编号的滑台底座凹槽中，直线电机用于控制静压滑台的滑动平台44进给运动。

主轴位置调整部分采用上述结构，可满足以下功能：

试验台未运行时主轴位置自动调整的调整：

上述主轴位置调整部分中的地平铁1上沿纵向设置有相互平行的直线T形凹槽，受试主轴的位置基本在一条直线上，所以不需要对已安装在主轴抱夹机构4中的受试主轴进行大范围的位置调整。由于在受试主轴对拖试验中，受试主轴高速运转，对受试主轴对中情况有很高的要求，所以还需对受试主轴的位置进行微小调整。一号直线电机2-1、二号直线电机2-2、三号直线电机2-3、四号直线电机2-4通过与工控机5、信号传输线及静压滑台中的光栅尺配合形成主轴抱夹机构4位置调整的闭环控制，能够实现被试主轴位置的微小调整，4台直线电机通过信号传输线得到工控机5发出的位置进给数值带动一号静压滑台3-1、二号静压滑台3-2、三号静压滑台3-3、四号静压滑台3-4移动，从而带动主轴抱夹机构4移动，调整受试主轴位置，实现受试主轴位置微小调整的功能，各静压滑台中的各光栅尺会记录一号直线电机2-1、二号直线电机2-2、三号直线电机2-3、四号直线电机2-4的位置，并通过信号传输线传送给工控机5，从而保证移动位置的精确性。由于静压滑台选取的是纳米级别，其可调整最小距离通常在200～500nm之间，试验台不对中情况的调整通常为μm级别，所以完全满足主轴对拖试验中不对中情况调整的要求，可实现试验台未运行时主轴位置的调整。

2.检测部分

参阅图1、图3与图4，所述的检测部分包括支撑装置、进给装置与检测装置。

所述的支撑装置包括一号支撑底座10-1、二号支撑底座10-2、一号电机支撑架11-1、二号电机支撑架11-2、一号滑轨固定架14-1、二号滑轨固定架14-2、一号滑轨15-1、二号滑轨15-2。

所述的一号支撑底座10-1及二号支撑底座10-2为内部中空的长方体铸铁件，其位置通过自身底部的通孔并采用螺栓固定在地平铁1，并且一号支撑底座10-1及二号支撑底座10-2的顶端均匀地设置有用于固定安装一号电机支撑架11-1、二号电机支撑架11-2的螺纹孔。

参阅图3，所述的一号电机支撑架11-1、二号电机支撑架11-2为底部两端带有底脚的两面不封闭中空的矩形结构铸铁件且底脚上钻有通孔，用于调整进给装置中一号自锁电机12-1、二号自锁电机12-2的位置，两面不封闭的中空结构可有效的减轻一号电机支撑架11-1、二号电机支撑架11-2的重量，一号电机支撑架11-1、二号电机支撑架11-2分别通过自身两端底脚上的通孔利用螺钉安装在一号支撑底座10-1及二号支撑底座10-2的顶端；

所述的一号滑轨固定架14-1、二号滑轨固定架14-2为L形的实体铸铁结构件，一号滑轨固定架14-1、二号滑轨固定架14-2底端分别焊接安装在一号支撑底座10-1、二号支撑底座10-2的顶端，且分别贴着一号电机支撑架11-1及二号电机支撑架11-2安装，一号滑轨固定架14-1、二号滑轨固定架14-2的竖直壁部分上钻有螺纹孔，用于安装一号滑轨15-1和二号滑轨15-2。所述的一号滑轨15-1及二号滑轨15-2选择横截面为T的导轨，此种导轨具有良好的抗弯型及运动精度，从而保证检测装置进给运动的精确性及平稳性；螺栓穿过一号滑轨15-1及二号滑轨15-2背部的通孔以及一号滑轨固定架14-1、二号滑轨固定架14-2上的螺纹孔将一号滑轨15-1和二号滑轨15-2分别固定在一号滑轨固定架14-1、二号滑轨固定架14-2上。

所述的支撑装置为检测部分提供相对位置固定的作用。一号支撑底座10-1、二号支撑底座10-2沿地平铁1的横向对称地安装在地平铁1的中间处，并采用螺栓固定；一号电机支撑架11-1与一号滑轨固定架14-1安装在一号支撑底座10-1的顶端并用螺栓固定，二号电机支撑架11-2与二号滑轨固定架14-2安装在二号支撑底座10-2的顶端并用螺栓固定；一号电机支撑架11-1、二号电机支撑架11-2、一号滑轨固定架14-1及二号滑轨固定架14-2的高度根据进给装置中的一号齿条16-1、二号齿条16-2的长度选择，需保证在此高度下一号齿条16-1与二号齿条16-2可以完成其自身的进给运动；

所述的进给装置包括一号自锁电机12-1、二号自锁电机12-2、检测架、翻转机构；

所述的一号自锁电机12-1、二号自锁电机12-2皆采用型号为西门子 1FK7的电机，一号自锁电机12-1、二号自锁电机12-2其电机底座利用焊接的方式安装在一号电机支撑架11-1、二号电机支撑架11-2的顶部，采用焊接方式安装可保证电机的位置不发生改变，从而保证检测的精度。

检测架包括一号齿轮17-1、二号齿轮17-2、一号齿条16-1、二号齿条16-2与支撑梁13；

所述的一号齿轮17-1及二号齿轮17-2为标准件的高精度圆柱齿轮，检测架的一号齿轮17-1套装在一号自锁电机12-1动力输出轴上；二号齿轮17-2套装在二号自锁电机12-2的动力输出轴上，以此完成电机的动力传输；所述的一号齿条16-1、二号齿条16-2为标准件的高精度竖直齿条，齿轮与齿条相互啮合完成支撑梁13的进给运动，一号齿条16-1、二号齿条16-2分别安装在一号滑轨15-1与二号滑轨15-2中的滑动块上，螺栓通过一号滑动块与二号滑动块上的通孔及一号齿条16-1、二号齿条16-2背部的螺纹孔将一号齿条16-1及二号齿条16-2分别固定在一号滑轨15-1、二号滑轨15-2上，一号齿条16-1与二号齿条16-2前端齿面上的齿分别与一号齿轮17-1、二号齿轮17-2的轮齿相啮合，达到动力传输与保持检测架位置的目的。所述的支撑梁13为回字形结构铝镁合金的板材，采用此种板材及结构不仅可以提高支撑梁13的强度，还可减少支撑梁13的重量从而减少由于装置自身的自重导致的变形。

支撑梁13的两端通过焊接的方式安装在一号齿条16-1及二号齿轮16-2的顶端，支撑梁13的中部镂空的结构，可有效减轻梁身的自重，使一号齿轮17-1、二号齿轮17-2分别和一号齿条16-1、二号齿条16-2的啮合点承重大幅度的减少，提高一号齿轮17-1、二号齿轮17-2和一号齿条16-1、二号齿条16-2的使用寿命，一号自锁电机12-1、二号自锁电机12-2与检测架机构相互配合实现检测部分在竖直方向自动进给的功能。

所述的翻转机构包括丝杠导轨36、调整电机35、滑动固定架21、双轴传动电机22、一号调整齿轮20-1、二号调整齿轮20-2、一号圆弧齿条18-1、二号圆弧齿条18-2与固定板37；

所述的丝杠导轨36由1根滚珠丝杠及2根导轨组成；

所述的滚珠丝杠采用型号为SFU1605的双螺母滚珠丝杠；

所述的导轨为两根型号为SBR20的圆柱导轨及一块均匀分布螺纹孔的U形固定板组成，两根圆柱导轨焊接在矩形固定板一面上，两根圆柱导轨分别贴着U型固定板U型槽中的一个长矩形边焊接；

导轨的U型固定板通过焊接的方式安装在支撑梁13的中部，滚珠丝杠安装在导轨的矩形固定板中间，与两根圆柱导轨共面，滚珠螺母通过焊接的方式与导轨中两根圆柱导轨上的滑动块相连，进而在自身螺母运动时带动滑动块完成滑动块的进给运动，丝杠导轨36整体利用导轨固定板上的螺纹孔，通过与螺钉配合安装在支撑梁13的中部；所述的调整电机35通过键配合安装在滚珠丝杠的尾端，为丝杠导轨36的进给运动提供动力，其自身通过电机底座上的螺纹孔安装在支撑梁13一端；

所述的一号圆弧齿条18-1及二号圆弧齿条18-2为同一类型的圆弧齿条，其圆弧内侧为齿，外侧为光滑的圆弧，且外侧圆弧的侧面沿圆弧带有U型槽用于安装滑动固定架21，一号圆弧齿条18-1及二号圆弧齿条18-2其自身通过焊接的方式安装在丝杠导轨36中两根圆柱导轨的滑动块上；

参阅图9，所述的滑动固定架21为两个铸铁件，铸铁件由安装、固定两部分焊接在一起组成，内侧为安装部分，外侧为固定部分，滑动固定架21通过其安装部分的U型卡槽扣装在在一号圆弧齿条18-1及二号圆弧齿条18-2外侧圆弧的侧面U型槽内，滑动固定架21固定部分的下端钻有通孔用于安装一号调整齿轮20-1、二号调整齿轮20-2；

所述的一号调整齿轮20-1、二号调整齿轮20-2为两个高精度的圆柱齿轮，套装在双轴传动电机22的传动轴27的两轴端；所述双轴传动电机22为非标准件，参阅图6，双轴传动电机22内部的具体结构如图6中所示，为减轻电机的重量，提高一号调整齿轮20-1、二号调整齿轮20-2的使用寿命，传动轴27设计成内部中空的阶梯轴，阶梯轴的两侧轴的外圆直径较小，中部的外圆直径较大，角接触球轴承33配对使用安装在传动轴27的两轴端，角接触球轴承33与传动轴27间的配合为过盈配合，利用热膨胀的技术安装，角接触球轴承33每对安装方式为背对背安装，采用此种安装方式可提高角接触球轴承33的抗变形能力，增加传动轴27输出运动的精确度；为提高角接触球轴承33的刚度，在每对角接触球轴承33间安装钢制的轴承垫圈29；左侧端盖28与右侧端盖34为铝制的薄盖体安装在传动轴27两侧的最外端，并通过螺栓固定于电机壳体30上，为减轻电机的重量电机壳体同样也是由铝材制成，电机定子32通过焊接的方式安装在电机外壳30上，电机转子31安装在传动轴27中部的圆柱形套筒上。

参阅图3至图5，所述的固定板37包括固定板体、调整螺栓23、一号滑动齿条24-1、二号滑动齿条24-2、一号固定滑轨25-1、二号固定滑轨25-2与调整齿轮26。

固定板体为矩形的不锈钢板材，固定板体中心处设置有一个用于安装调整螺栓23的中心通孔，固定板体的一面焊接固定在2个滑动固定架21的底端面上；

调整螺栓23由螺帽、光杆、螺杆三部分构成，螺帽、光杆、螺杆依次连成一体，螺帽、光杆、螺杆的回转轴线共线，调整齿轮26套装在光杆上，两者之间为过盈配合，套装了调整齿轮26的调整螺栓23通过固定板体上的中心通孔安装在固定板体的中心处，调整螺栓23螺杆部分与位于固定板体后部的螺母配合以固定调整螺栓23的位置；

所述的一号固定滑轨25-1、二号固定滑轨25-2为设置有T型槽的滑轨，两者相互平行地安装在固定板体的左下角和右上角，滑轨上的滑块部分为特殊的拉长滑块，两个滑块的下半部分、上半部分分别焊接安装一号滑动齿条24-1、二号滑动齿条24-2，两个滑块的上半部分、下半部分钻有螺纹孔用于安装检测装置中的检测仪器；一号滑动齿条24-1、二号滑动齿条24-2通过与调整螺栓23上的调整齿轮26啮合完成检测装置的调整运动。固定板37采用如此结构，可简单快捷的对检测的宽度进行调整，使装置可用于不同型号对拖加载的主轴试验台。

翻转机构的丝杠导轨36通过焊接的方式安装在支撑梁13的底端面上,调整电机35通过过盈配合方式套装在丝杠的一端，丝杠导轨36的移动平台上焊接固定一号圆弧齿条18-1、二号圆弧齿条18-2，一号圆弧齿条18-1及二号圆弧齿条18-2外圆柱面上安装滑动固定架21，具体安装方式参阅图3，滑动固定架21的下端设置有一个通孔，滑动固定架21通过该通孔与双轴传动电机22的传动轴27的双输出端间隙配合连接，连接完毕后在传动轴27的双输出利用热膨胀技术分别套装一个螺母，防止双轴传动电机22在运动过程中脱落，一号调整齿轮20-1及二号调整齿轮20-2安装在传动轴27的双输出端上，并和一号圆弧齿条18-1与二号圆弧齿条18-2的内轮齿啮合，翻转机构可实现装置检测部分对试验台对中情况竖直和水平方向的自动检测。

所述的检测装置包括一号激光对中仪19-1、二号激光对中仪19-2；

所述的一号激光对中仪19-1及二号激光对中仪19-2为Fixturlaser EVO型号的激光对中仪，且将对中仪下端的原链条结构改装成机械卡手的形状，机械卡手可根据被测件的大小调整卡手张开角度的大小，从而方便对中仪拆卸，并在检测时提高激光对中仪位置的稳固度，使精测精度得到保证。

一号激光对中仪19-1及二号激光对中仪19-2通过螺栓固定在进给装置中固定板37上的一号固定滑轨25-1、二号固定滑轨25-2上的一号滑块、二号滑块上，利用螺栓固定可方便一号激光对中仪19-1、二号激光对中仪19-2的拆卸，避免检测装置的损坏。一号激光对中仪19-1、二号激光对中仪19-2从水平和竖直两个方向检测受试主轴的偏移程度，检测结果通过传输线传入到采集程序中，为主轴位置调整部分提供进给依据。

检测部分采用上述结构，可满足以下功能：

试验台未运行时对中情况的检测：

试验台未运行包括两种状态：

一.试验前，试验台未启动；

二、试验中，出现不对中情况时试验台运行中止。

检测时监测及自动控制部分向一号自锁电机12-1、二号自锁电机12-2发送进给指令，电机启动带动一号齿轮17-1、二号齿轮17-2转动，一号齿轮17-1、二号齿轮17-2将运动分别传输给一号齿条16-1与二号齿条16-2，进给装置向受试主轴方向做竖直的运动，检测装置与受试主轴贴合，并进行试验台对中状态的竖直方向检测，当检测结果稳定时，一号激光对中仪19-1、二号激光对中仪19-2将竖直方向的检测结果传输给工控机5的采集程序，采集程序收到竖直方向的检测结果后向可编程控制器PLC 6传输一个指令，可编程控制器PLC6收到指令后，控制双轴传动电机22转动，带动一号激光对中仪19-1和二号激光对中仪19-2翻转到水平位置，对试验台进行水平方向对中情况的检测，检测结果稳定时，一号激光对中仪19-1与二号激光对中仪19-2将水平方向的检测结果传输给采集程序，采集程序将两个方向的检测结果汇总保存，以便后续调整部分的进行，两个方向对中情况检测结束后一号自锁电机12-1及二号自锁电机12-2接收控制指令开始反转，带动检测部分退后到待命位置，避免阻碍试验启动或恢复。

3.监测及自动控制部分

参阅图1，监测及自动控制部分包括控制柜、变频器7、安装有Labview程序及报警程序的工控机5、可编程控制器PLC 6、A/D采集卡与振动传感器9；

所述的控制柜为普通的电控柜，变频器7放置在电控柜里，方便变频器7的启动与停止；所述的变频器7选用型号为ABB ACS800的变频器，变频器7放置于电控柜内，控制受试主轴转速及启停，装有变频器7的电控柜紧贴着地平铁1放置在地面上；

所述的工控机5放置在地平铁一旁，与变频器7通过数据传输线连接，实现受试主轴转速及启停的远程控制；

所述的A/D采集卡采用型号为NI-9230的采集卡，A/D采集卡直接集成在工控机5的主机上，其输入端与振动传感器9的输出端通过数据传输线连接，A/D采集卡数据传输插针与工控机5的数据传入端口连接，完成电信号到数字信号的转换；

所述的可编程控制器PLC 6的输入端通过数据传输线与工控机5相连，接收工控机5传输的控制信号，其输出端与装置中的所有电机相连，控制电机的运转与停止。

参阅图7，所述的可编程控制器PLC 6的串口上行方向利用数据传输线与工控机5RS232接口连接，串口下行方向通过数据传输线分别和变频器7、静压滑台中的一号直线电机2-1、二号直线电机2-2、三号直线电机2-3、四号直线电机2-4、检测部分的一号自锁电机12-1及二号自锁电机12-2、双轴传动电机22、调整电机35通讯连接；A/D采集卡采集振动传感器9的信号并传输给工控机5，工控机5中的控制程序、报警程序及控制指令等需在试验前根据试验的应力水平将限值及检测部分的进给距离依靠键盘等输入设备输入，从而实现试验台不对中情况的自动检测及调整。

其中，工控机5的控制界面是由Labview编制，在控制界面上输入振动参数、报警限值、试验转速、试验时长等试验参数，工控机5一方面与A/D采集卡进行通讯连接，将振动传感器9采集的数据传入到Ladview控制程序中，当采集的振动数据超过试验前所设的限值时，报警程序启动，通过音响等设备发出报警声音，并记录报警时刻，从而满足了试验台不对中情况的限值设定及试验台运行时不对中情况的自动报警；当报警程序触发时，工控机5会向变频器7发出一个停止指令，变频器7电源断开，受试主轴停止转动，从而满足不对中情况发生时，试验台的停止。

工控机5另一方面与可编程控制器PLC 6采用串口通讯连接，可编程控制器PLC 6用来完成以下任务：

1.通过控制变频器7改变受试主轴电机的转速；

2.控制调整电机35，当检测装置固定的位置无法满足测量需求时，通过在可编程控制器PLC 6输入调整参数，使调整电机35得电，对检测装置的位置进行调整；

3.控制双轴传动电机22的正反转，当竖直方向对中情况检测完毕后，可编程控制器PLC 6控制双轴传动电机22，带动一号调整齿轮20-1、二号调整齿轮20-2，从而使检测装置沿一号圆弧齿条18-1及二号圆弧齿条18-2翻转到水平位置，对试验台进行检测，检测完毕后可编程控制器PLC 6控制双轴传动电机22转动使检测装置退回到竖直方向；

4.控制静压滑台中一号直线电机2-1、二号直线电机2-2、三号直线电机2-3、四号直线电机2-4的进给反向及进给量，当试验台需要对受试主轴位置进行调整时，工控机5根据检测信号做出判断后将结果传输给下位可编程控制器PLC 6，可编程控制器PLC 6控制静压滑台中的一号直线电机2-1、二号直线电机2-2、三号直线电机2-3、四号直线电机2-4正反转，及电机得电时间，从而完成试验台对中情况的自动调整，从而满足试验台未运行时主轴位置的自动调整；

5.控制检测装置的移动，试验前或不对中情况发生时，检测部分需向受试主轴方向移动，可编程控制器PLC 6控制一号自锁电机12-1、二号自锁电机12-2正转并根据检测部分需要移动的距离控制自锁电机运行时间，检测结束后控制一号自锁电机12-1及二号自锁电机12-2反转，检测部分退回到待命位置，为下一次检测待命；

6.检测、调整完毕后控制试验台的试验恢复，在试验台调整完毕后，可编程控制器PLC 6向工控机5发送一个信号，工控机5在得到此信号后，根据试验进程的记录，向可编程控制器PLC 6发送一个电控柜及变频器7再次启动及主轴转速的信号，可编程控制器PLC 6得到此信号控制变频器7得电，并调整变频器7的参数实现中止试验的恢复，从而满足不对中情况发生时，试验台的恢复；

7.试验中试验应力的改变，当试验应力发生改变时，工控机5会向可编程控制器PLC 6发送一个信号，可编程控制器PLC 6得到信号后改变变频器7中转速参数，从而改变受试主轴的转速；

8.控制试验台关闭，在试验时长达到所设限值，可编程控制器PLC 6切断变频器7的电源，被试主轴停止转动，实验结束。

受试主轴在不对中情况下运行主要的表征为振动增大，本发明利用高敏感度的振动传感器9对试验台的振动情况进行实时监测，换言之也就是对试验台的对中情况进行实时监测，从而满足试验台运行时对中情况的实时监测。

综上，依靠工控机5中的Labview程序及下位的可编程控制器PLC 6，对本发明所述的电主轴可靠性对拖试验台自动对中装置各部分实验自动化控制，依次包括对自动调整部分的自动控制、检测装置的启动与退回、试验台试验中的中止及自动恢复、不对中情况超出限制时自动报警，上述几部分的控制集成在Labview的程序编制中，协同工作，大幅度的降低了试验的人力成本并提高试验精度，使试验数据为不包含数据奇异点的可用数据。

本发明所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置的应用

应用所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置需要在试验前对此装置进行调试，以保证试验过程的顺利进行，具体步骤如下：

1.试验前对振动限值进行测取，即根据试验应力也就是试验转速来选择试验允许的不对中情况的最大值并在此情况测取振动限值。先令左右不对中情况超过限值，运行试验台，测取此时的振动值大小，并记录；再令上下不对中情况超过限值，运行试验台，测取此时的振动值大小，并记录；此外通过应力逐一施加，寻找试验台所有仪器的共振点，并在此时进行振动的测取，若共振点在所选应力中，需在控制程序Labview中另外加入一条共振时的报警处理。

对两种情况下的振动值进行对比，选择较小的一个作为报警限值，超过限值，Labview程序报警，试验中断并进行调整，这样测取的受试主轴数据皆为不包含奇异点的可用数据。

2.检测装置进给量大小的测取，即在试验前需对检测装置到受试主轴距离的测取，并将进给数据输入到控制程序Labview中；还需对双轴传动电机22翻转时所运行的时间进行测量，从而使装置在从竖直到水平方向自动检测时翻转角度正好为90度，避免翻转不到位或翻转过度的情况发生。这样检测装置在自动检测时可以完美的检测受试主轴不对中的情况，排除检测时存在空隙、干涉或检测位置不对的情况，从而排除由检测误差而产生试验数据奇异点的可能，并且排除由于检测误差而导致检测调整后再运行报警装置依然触发的情况，也就是避免循环报警导致试验卡死情况的发生。

3.试验开始时先对试验台进行一次检测，并将不对中情况调整为最小，再启动电控柜及变频器7得电；然后在工控机5的Labview程序中输入试验应力数、各应力试验时长、报警限值、检测装置进给量等参数，试验启动。防止试验台过早运行或延后运行等情况发生，确保试验数据准确。由于试验台运行的整个流程皆为自动化控制，到试验截止时不需要人为参与，在试验结束时，只需要导出试验数据保存，关闭工控机5与电控柜及变频器7。

以上列出实施步骤，是为了帮助试验操作人员理解和应用本装置，避免试验中出现由于操作不当或准备不足。

Claims (5)

1.一种基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置，其特征在于，所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置包括主轴位置调整部分、检测部分与监测及自动控制部分；

所述的主轴位置调整部分包括地平铁（1）、一号静压滑台（3-1）、二号静压滑台（3-2）、三号静压滑台（3-3）、四号静压滑台（3-4）、4套结构相同的主轴抱夹机构（4）、一号直线电机（2-1）、二号直线电机（2-2）、三号直线电机（2-3）与四号直线电机（2-4）；

所述的4套结构相同的主轴抱夹机构（4）安装在一号静压滑台（3-1）、二号静压滑台（3-2）、三号静压滑台（3-3）与四号静压滑台（3-4）中的一号滑动平台、二号滑动平台、三号滑动平台与四号滑动平台上，一号直线电机（2-1）、二号直线电机（2-2）、三号直线电机（2-3）与四号直线电机（2-4）安装在一号静压滑台（3-1）、二号静压滑台（3-2）、三号静压滑台（3-3）与四号静压滑台（3-4）的一号底座、二号底座、三号底座与四号底座上的一号通孔、二号通孔、三号通孔、四号通孔中的地平铁（1）上，一号直线电机（2-1）、二号直线电机（2-2）、三号直线电机（2-3）与四号直线电机（2-4）和一号静压滑台（3-1）、二号静压滑台（3-2）、三号静压滑台（3-3）与四号静压滑台（3-4）中的一号滑动平台、二号滑动平台、三号滑动平台与四号滑动平台之间采用螺杆螺母副连接；

所述的检测部分包括支撑装置、进给装置与检测装置；

所述的进给装置包括一号自锁电机（12-1）、二号自锁电机（12-2）、检测架与翻转机构；

所述的检测架包括一号齿轮（17-1）、二号齿轮（17-2）、一号齿条（16-1）、二号齿条（16-2）、支撑梁（13）;

所述的一号自锁电机（12-1）与二号自锁电机（12-2）安装在支撑装置中的一号电机支撑架（11-1）与二号电机支撑架（11-2）的顶端，一号齿轮（17-1）与二号齿轮（17-2）套装在一号自锁电机（12-1）与二号自锁电机（12-2）的输出轴上，一号齿条（16-1）与二号齿条（16-2）固定安装在支撑装置中的一号滑轨（15-1）与二号滑轨（15-2）上，一号齿轮（17-1）与一号齿条（16-1）之间为啮合连接，二号齿轮（17-2）与二号齿条（16-2）之间为啮合连接，支撑梁（13）两端和一号齿条（16-1）与二号齿条（16-2）的顶端焊接固定；翻转机构通过其中的丝杠导轨（36）焊接固定在支撑梁（13）底端面的中间处;

所述的翻转机构还包括丝杠导轨（36）、调整电机（35）、双轴传动电机（22）、一号调整齿轮（20-1）、二号调整齿轮（20-2）、一号圆弧齿条（18-1）、二号圆弧齿条（18-2）与固定板（37）；

所述的丝杠导轨（36）焊接固定在支撑梁（13）的底端面上,调整电机（35）固定在支撑梁（13）的底端面上,调整电机（35）输出端套装在丝杠的一端上，两者之间为过盈配合连接，一号圆弧齿条（18-1）与二号圆弧齿条（18-2）焊接固定在丝杠导轨（36）的移动平台上，2个结构相同的滑动固定架（21）安装在一号圆弧齿条（18-1）与二号圆弧齿条（18-2）上，两者之间为滑动连接，双轴传动电机（22）的传动轴（27）的双输出端安装在2个结构相同的滑动固定架（21）下端的通孔中，传动轴（27）的双输出端与滑动固定架（21）下端通孔之间为间隙配合连接，一号调整齿轮（20-1）与二号调整齿轮（20-2）安装在传动轴（27）的双输出端上，一号调整齿轮（20-1）与二号调整齿轮（20-2）和一号圆弧齿条（18-1）与二号圆弧齿条（18-2）的内轮齿啮合连接，固定板（37）固定安装2个结构相同的滑动固定架（21）的底端面上;

所述的固定板（37）包括固定板体、调整螺栓（23）、一号滑动齿条（24-1）、二号滑动齿条（24-2）、一号固定滑轨（25-1）、二号固定滑轨（25-2）与调整齿轮（26）；

一号固定滑轨（25-1）与二号固定滑轨（25-2）相互平行地采用螺栓安装在固定板体的左下与右上的两个对角处，一号滑动齿条（24-1）、二号滑动齿条（24-2）固定安装在一号固定滑轨（25-1）与二号固定滑轨（25-2）上的一号滑动块的下端与二号滑动块的上端；固定板体中心处设置有通孔，调整螺栓（23）插入通孔中，调整齿轮（26）套装在调整螺栓（23）的光杆部分上，调整齿轮（26）和一号滑动齿条（24-1）与二号滑动齿条（24-2）啮合连接；调整螺栓（23）从通孔的伸出端与螺母配合，将调整螺栓（23）与调整齿轮（26）的轴向位置固定;

所述的主轴位置调整部分通过一号静压滑台（3-1）、二号静压滑台（3-2）、三号静压滑台（3-3）与四号静压滑台（3-4）沿纵向安装在地平铁（1）的中间位置，其中：一号静压滑台（3-1）与二号静压滑台（3-2）安装在地平铁（1）的左侧，三号静压滑台（3-3）与四号静压滑台（3-4）安装在地平铁（1）的右侧；

所述的检测部分通过支撑装置沿横向对称地安装在地平铁（1）的中间位置，支撑装置位于主轴位置调整部分的前后两侧，进给装置安装在支撑装置上，进给装置与检测装置位于主轴位置调整部分的上方；检测装置采用螺栓固定在进给装置上；监测及自动控制部分安装在地平铁（1）外侧的地基上，监测及自动控制部分和主轴位置调整部分、检测部分电线连接。

2.按照权利要求1所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置，其特征在于，所述的支撑装置包括一号支撑底座（10-1）、二号支撑底座（10-2）、一号电机支撑架（11-1）、二号电机支撑架（11-2）、一号滑轨固定架（14-1）、二号滑轨固定架（14-2）、一号滑轨（15-1）与二号滑轨（15-2）；

所述的一号支撑底座（10-1）、二号支撑底座（10-2）安装在地平铁（1）的横向对称线的两端处，并采用螺栓固定，一号电机支撑架（11-1）与一号滑轨固定架（14-1）并排地安装在一号支撑底座（10-1）的顶端并用螺栓固定，二号电机支撑架（11-2）与二号滑轨固定架（14-2）并排地安装在二号支撑底座（10-2）的顶端并用螺栓固定；一号电机支撑架（11-1）与二号电机支撑架（11-2）为对称设置，一号滑轨固定架（14-1）与二号滑轨固定架（14-2）为对称设置，一号滑轨（15-1）与二号滑轨（15-2）安装在一号滑轨固定架（14-1）与二号滑轨固定架（14-2）中竖直壁的外侧，并采用螺栓固定连接。

3.按照权利要求1所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置，其特征在于，所述的检测装置包括一号激光对中仪（19-1）与二号激光对中仪（19-2）；

所述的一号激光对中仪（19-1）、二号激光对中仪（19-2）采用型号为Fixturlaser EVO的激光对中仪，且将一号激光对中仪（19-1）、二号激光对中仪（19-2）下端的链条结构改装成机械卡手，一号激光对中仪（19-1）、二号激光对中仪（19-2）采用螺栓固定在进给装置中的固定板（37）上的一号固定滑轨（25-1）、二号固定滑轨（25-2）上的一号滑动块的上端、二号滑动块的下端，一号激光对中仪（19-1）、二号激光对中仪（19-2）的输出端通过数据传输线与工控机（5）连接。

4.按照权利要求1所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置，其特征在于，所述的监测及自动控制部分包括变频器（7）、安装有Labview程序与报警程序的工控机（5）、可编程控制器PLC（6）、A/D采集卡与振动传感器（9）；

所述的可编程控制器PLC（6）的串口上行方向利用数据传输线与工控机（5）RS232接口连接，可编程控制器PLC（6）的串口下行方向利用数据传输线和变频器（7）的RS232接口连接，变频器（7）的信号输入端与工控机（5）输出端通过数据传输线连接，A/D采集卡信号输入端与振动传感器（9）的信号输出端连接，A/D采集卡数据输出端与工控机（5）的数据传入端口连接，A/D采集卡输出端与工控机（5）的报警输入端通过信号传输线连接。

5.按照权利要求1所述的基于对拖加载的电主轴可靠性试验台自动对中装置，其特征在于，所述的监测及自动控制部分和主轴位置调整部分、检测部分电线连接是指：

所述的监测及自动控制部分中的可编程控制器PLC（6）的输出口和主轴位置调整部分中的一号静压滑台（3-1）、二号静压滑台（3-2）、三号静压滑台（3-3）与四号静压滑台（3-4）中的一号直线电机（2-1）、二号直线电机（2-2）、三号直线电机（2-3）与四号直线电机（2-4）的接线端连接；可编程控制器PLC（6）的输出口和检测部分中的一号自锁电机（12-1）、二号自锁电机（12-2）、双轴传动电机（22）与调整电机（35）的接线端连接；监测及自动控制部分中的变频器（7）的输出口和一号受试主轴电机与二号受试主轴电机的接线端连接，可编程控制器PLC（6）的输出口和一号激光对中仪（19-1）、二号激光对中仪（19-2）的输出端连接。

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