CN110153796A - 一种数控机床回转工作台性能测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种数控机床回转工作台性能测试装置及方法，装置包括底座、回转工作台安装座及直接施力机构，工作台安装座固装在底座上且位置可调，直接施力机构通过三自由度液压式加载框架设置在底座上，待测回转工作台在安装座内倾角可调，直接施力机构的施力角度可调。方法为：将待测回转工作台安装座固定到底座上指定位置；将待测回转工作台水平置于安装座内并进行调试；将直接施力机构移到待测回转工作台上方；通过直接施力机构对待测回转工作台施加垂直载荷加载；启动待测回转工作台模拟真实工况，检测回转工作台性能；调整施力角度，在模拟真实加工工况重复性能检测；调整回转工作台倾角，在模拟真实加工工况条件下对回转工作台性能进行重复检测。

Description

一种数控机床回转工作台性能测试装置及方法

技术领域

本发明属于数控机床性能测试技术领域，特别是涉及一种数控机床回转工作台性能测试装置及方法。

背景技术

数控机床是一种能够根据编程自动完成零件加工的自动化机床，而回转工作台又是数控机床的核心功能部件，其带有转动的台面，能够装夹零件并实现回转和分度定位，也简称转台或第四轴，因此，回转工作台的回转精度与分度定位精度直接影响零件的加工质量，且对数控机床的整机性能影响非常大。

目前，随着国内外数控机床的高速发展，为了保证数控机床的性能也能逐步提高，有必要对数控机床回转工作台的性能进行测试。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种数控机床回转工作台性能测试装置及方法，能够真实模拟回转工作台与数控机床之间的约束条件，而且能够模拟回转工作台的真实受力工况，有效保证了回转工作台性能测试的可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种数控机床回转工作台性能测试装置，包括底座、待测回转工作台安装座、立柱、X向主支撑梁、Y向主支撑梁、X向副支撑梁、Y向副支撑梁、X向横梁、Z向竖梁、X向施力液压缸、Y向施力液压缸、Z向施力液压缸及回转工作台直接施力机构；所述待测回转工作台安装座安装在底座上，待测回转工作台安装座在底座上位置可调；待测回转工作台设置在待测回转工作台安装座内，待测回转工作台在待测回转工作台安装座内倾角可调；所述立柱数量为四根，四根立柱竖直均布在底座上；所述X向主支撑梁的数量为两根，每两根立柱之间水平固装一根X向主支撑梁，两根X向主支撑梁相平行；所述Y向主支撑梁的数量为两根，每两根立柱之间水平固装一根Y向主支撑梁，两根Y向主支撑梁相平行，Y向主支撑梁与X向主支撑梁相垂直，两根平行的Y向主支撑梁之间水平固连一根X向副支撑梁，X向副支撑梁与X向主支撑梁相平行；所述Y向副支撑梁固连在X向副支撑梁与X向主支撑梁之间，Y向副支撑梁与Y向主支撑梁相平行；所述Y向施力液压缸水平固装在Y向副支撑梁上；在每根所述Y向主支撑梁上均固装有一根Y向导轨，每根Y向导轨上均设置有一个Y向滑块，所述X向横梁水平固装在两个Y向滑块之间；所述Y向施力液压缸的活塞杆端部连接在X向横梁上；在所述X向横梁上固装有一根X向导轨，所述X向施力液压缸水平固装在X向横梁上，X向导轨与X向施力液压缸沿一条直线分布，在X向导轨上设置有一个X向滑块，所述X向施力液压缸的活塞杆端部连接在X向滑块上；所述Z向竖梁竖直固装在X向滑块上，在Z向竖梁上固装有一根Z向导轨，所述Z向施力液压缸竖直固装在Z向竖梁上，Z向导轨与Z向施力液压缸沿一条直线分布，且Z向导轨位于Z向施力液压缸正下方，Z向施力液压缸的活塞杆朝下设置，在Z向导轨上设置有一个Z向滑块，所述Z向施力液压缸的活塞杆端部连接在Z向滑块上，所述回转工作台直接施力机构设置在Z向滑块上。

所述回转工作台直接施力机构包括传力梁、转接架、转轴、摆动架、电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮及施力头；所述传力梁竖直固装在Z向滑块上，转接架固装在传力梁底端，转轴通过轴承水平连接在转接架上，摆动架顶端固连在转轴上，施力头固装在摆动架底端，从动锥齿轮固定套装在转轴上，电机固装在摆动架上，主动锥齿轮固定安装在电机的电机轴上，主动锥齿轮与从动锥齿轮相啮合。

在所述底座上表面开设有若干条T型槽，所述待测回转工作台安装座通过压板和螺栓与底座固定连接。

在所述待测回转工作台安装座上安装有液压转台，液压转台的水平摆转角度可调，待测回转工作台安装在液压转台上，通过调整液压转台的水平摆转角度进行待测回转工作台的倾角调节。

一种数控机床回转工作台性能测试方法，采用了所述的数控机床回转工作台性能测试装置，包括如下步骤：

步骤一：将待测回转工作台安装座固定安装到底座上的指定位置，保证液压转台在处于水平状态；

步骤二：将待测回转工作台安装到液压转台内，调试待测回转工作台，保证待测回转工作台能够正常执行回转动作；

步骤三：依次调整X向施力液压缸、Y向施力液压缸和Z向施力液压缸，使回转工作台直接施力机构移动到待测回转工作台正上方；

步骤四：调整电机，使施力头垂直于待测回转工作台上表面；

步骤五：调整Z向施力液压缸，通过施力头将Z向施力液压缸输出的垂直载荷加载到待测回转工作台上表面；

步骤六：启动待测回转工作台，按照设定方式执行回转动作，在垂直载荷力作用下模拟真实加工工况，同时对待测回转工作台的回转精度与分度定位精度进行检测；

步骤七：调整电机，改变施力头与待测回转工作台上表面的夹角，模拟非垂直载荷力作用下的真实加工工况，同时对待测回转工作台的回转精度与分度定位精度进行检测；

步骤八：停止待测回转工作台的回转动作，卸去施力头对待测回转工作台上表面的载荷力；

步骤九：调整液压转台，使待测回转工作台处于设定倾角状态；

步骤十：重复步骤五至步骤七，确定待测回转工作台在倾角状态下的性能状况。

本发明的有益效果：

本发明的数控机床回转工作台性能测试装置及方法，装置采用了三自由度液压式加载框架结构，能够真实模拟回转工作台与数控机床之间的约束条件，而且能够模拟回转工作台的真实受力工况，有效保证了回转工作台性能测试的可靠性。

附图说明

图1为本发明的一种数控机床回转工作台性能测试装置的结构示意图；

图2为本发明的回转工作台直接施力机构的结构示意图；

图中，1—底座，2—待测回转工作台安装座，3—立柱，4—X向主支撑梁，5—Y向主支撑梁，6—X向副支撑梁，7—Y向副支撑梁，8—X向横梁，9—Z向竖梁，10—X向施力液压缸，11—Y向施力液压缸，12—Z向施力液压缸，13—回转工作台直接施力机构，14—待测回转工作台，15—Y向导轨，16—Y向滑块，17—X向导轨，18—X向滑块，19—Z向导轨，20—Z向滑块，21—传力梁，22—转接架，23—转轴，24—摆动架，25—电机，26—主动锥齿轮，27—从动锥齿轮，28—施力头，29—液压转台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2所示，一种数控机床回转工作台性能测试装置，包括底座1、待测回转工作台安装座2、立柱3、X向主支撑梁4、Y向主支撑梁5、X向副支撑梁6、Y向副支撑梁7、X向横梁8、Z向竖梁9、X向施力液压缸10、Y向施力液压缸11、Z向施力液压缸12及回转工作台直接施力机构13；所述待测回转工作台安装座2安装在底座1上，待测回转工作台安装座2在底座1上位置可调；待测回转工作台14设置在待测回转工作台安装座2内，待测回转工作台14在待测回转工作台安装座2内倾角可调；所述立柱3数量为四根，四根立柱3竖直均布在底座1上；所述X向主支撑梁4的数量为两根，每两根立柱3之间水平固装一根X向主支撑梁4，两根X向主支撑梁4相平行；所述Y向主支撑梁5的数量为两根，每两根立柱3之间水平固装一根Y向主支撑梁5，两根Y向主支撑梁5相平行，Y向主支撑梁5与X向主支撑梁4相垂直，两根平行的Y向主支撑梁5之间水平固连一根X向副支撑梁6，X向副支撑梁6与X向主支撑梁4相平行；所述Y向副支撑梁7固连在X向副支撑梁6与X向主支撑梁4之间，Y向副支撑梁7与Y向主支撑梁5相平行；所述Y向施力液压缸11水平固装在Y向副支撑梁7上；在每根所述Y向主支撑梁5上均固装有一根Y向导轨15，每根Y向导轨15上均设置有一个Y向滑块16，所述X向横梁8水平固装在两个Y向滑块16之间；所述Y向施力液压缸11的活塞杆端部连接在X向横梁8上；在所述X向横梁8上固装有一根X向导轨17，所述X向施力液压缸10水平固装在X向横梁8上，X向导轨17与X向施力液压缸10沿一条直线分布，在X向导轨17上设置有一个X向滑块18，所述X向施力液压缸10的活塞杆端部连接在X向滑块18上；所述Z向竖梁9竖直固装在X向滑块18上，在Z向竖梁9上固装有一根Z向导轨19，所述Z向施力液压缸12竖直固装在Z向竖梁9上，Z向导轨19与Z向施力液压缸12沿一条直线分布，且Z向导轨19位于Z向施力液压缸12正下方，Z向施力液压缸12的活塞杆朝下设置，在Z向导轨19上设置有一个Z向滑块20，所述Z向施力液压缸12的活塞杆端部连接在Z向滑块20上，所述回转工作台直接施力机构13设置在Z向滑块20上。

所述回转工作台直接施力机构13包括传力梁21、转接架22、转轴23、摆动架24、电机25、主动锥齿轮26、从动锥齿轮27及施力头28；所述传力梁21竖直固装在Z向滑块20上，转接架22固装在传力梁21底端，转轴23通过轴承水平连接在转接架22上，摆动架24顶端固连在转轴23上，施力头28固装在摆动架24底端，从动锥齿轮27固定套装在转轴23上，电机25固装在摆动架24上，主动锥齿轮26固定安装在电机25的电机轴上，主动锥齿轮26与从动锥齿轮27相啮合。

在所述底座1上表面开设有若干条T型槽，所述待测回转工作台安装座2通过压板和螺栓与底座1固定连接。

在所述待测回转工作台安装座2上安装有液压转台29，液压转台29的水平摆转角度可调，待测回转工作台14安装在液压转台29上，通过调整液压转台29的水平摆转角度进行待测回转工作台14的倾角调节。

一种数控机床回转工作台性能测试方法，采用了所述的数控机床回转工作台性能测试装置，包括如下步骤：

步骤一：将待测回转工作台安装座2固定安装到底座1上的指定位置，保证液压转台29在处于水平状态；

步骤二：将待测回转工作台14安装到液压转台29内，调试待测回转工作台14，保证待测回转工作台14能够正常执行回转动作；

步骤三：依次调整X向施力液压缸10、Y向施力液压缸11和Z向施力液压缸12，使回转工作台直接施力机构13移动到待测回转工作台14正上方；

步骤四：调整电机25，使施力头28垂直于待测回转工作台14上表面；

步骤五：调整Z向施力液压缸12，通过施力头28将Z向施力液压缸12输出的垂直载荷加载到待测回转工作台14上表面；

步骤六：启动待测回转工作台14，按照设定方式执行回转动作，在垂直载荷力作用下模拟真实加工工况，同时对待测回转工作台14的回转精度与分度定位精度进行检测；

步骤七：调整电机25，改变施力头28与待测回转工作台14上表面的夹角，模拟非垂直载荷力作用下的真实加工工况，同时对待测回转工作台14的回转精度与分度定位精度进行检测；

步骤八：停止待测回转工作台14的回转动作，卸去施力头28对待测回转工作台14上表面的载荷力；

步骤九：调整液压转台29，使待测回转工作台14处于设定倾角状态；

步骤十：重复步骤五至步骤七，确定待测回转工作台14在倾角状态下的性能状况。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (5)

1.一种数控机床回转工作台性能测试装置，其特征在于：包括底座、待测回转工作台安装座、立柱、X向主支撑梁、Y向主支撑梁、X向副支撑梁、Y向副支撑梁、X向横梁、Z向竖梁、X向施力液压缸、Y向施力液压缸、Z向施力液压缸及回转工作台直接施力机构；所述待测回转工作台安装座安装在底座上，待测回转工作台安装座在底座上位置可调；待测回转工作台设置在待测回转工作台安装座内，待测回转工作台在待测回转工作台安装座内倾角可调；所述立柱数量为四根，四根立柱竖直均布在底座上；所述X向主支撑梁的数量为两根，每两根立柱之间水平固装一根X向主支撑梁，两根X向主支撑梁相平行；所述Y向主支撑梁的数量为两根，每两根立柱之间水平固装一根Y向主支撑梁，两根Y向主支撑梁相平行，Y向主支撑梁与X向主支撑梁相垂直，两根平行的Y向主支撑梁之间水平固连一根X向副支撑梁，X向副支撑梁与X向主支撑梁相平行；所述Y向副支撑梁固连在X向副支撑梁与X向主支撑梁之间，Y向副支撑梁与Y向主支撑梁相平行；所述Y向施力液压缸水平固装在Y向副支撑梁上；在每根所述Y向主支撑梁上均固装有一根Y向导轨，每根Y向导轨上均设置有一个Y向滑块，所述X向横梁水平固装在两个Y向滑块之间；所述Y向施力液压缸的活塞杆端部连接在X向横梁上；在所述X向横梁上固装有一根X向导轨，所述X向施力液压缸水平固装在X向横梁上，X向导轨与X向施力液压缸沿一条直线分布，在X向导轨上设置有一个X向滑块，所述X向施力液压缸的活塞杆端部连接在X向滑块上；所述Z向竖梁竖直固装在X向滑块上，在Z向竖梁上固装有一根Z向导轨，所述Z向施力液压缸竖直固装在Z向竖梁上，Z向导轨与Z向施力液压缸沿一条直线分布，且Z向导轨位于Z向施力液压缸正下方，Z向施力液压缸的活塞杆朝下设置，在Z向导轨上设置有一个Z向滑块，所述Z向施力液压缸的活塞杆端部连接在Z向滑块上，所述回转工作台直接施力机构设置在Z向滑块上。

2.根据权利要求1所述的一种数控机床回转工作台性能测试装置，其特征在于：所述回转工作台直接施力机构包括传力梁、转接架、转轴、摆动架、电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮及施力头；所述传力梁竖直固装在Z向滑块上，转接架固装在传力梁底端，转轴通过轴承水平连接在转接架上，摆动架顶端固连在转轴上，施力头固装在摆动架底端，从动锥齿轮固定套装在转轴上，电机固装在摆动架上，主动锥齿轮固定安装在电机的电机轴上，主动锥齿轮与从动锥齿轮相啮合。

3.根据权利要求1所述的一种数控机床回转工作台性能测试装置，其特征在于：在所述底座上表面开设有若干条T型槽，所述待测回转工作台安装座通过压板和螺栓与底座固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种数控机床回转工作台性能测试装置，其特征在于：在所述待测回转工作台安装座上安装有液压转台，液压转台的水平摆转角度可调，待测回转工作台安装在液压转台上，通过调整液压转台的水平摆转角度进行待测回转工作台的倾角调节。

5.一种数控机床回转工作台性能测试方法，采用了权利要求1所述的数控机床回转工作台性能测试装置，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：将待测回转工作台安装座固定安装到底座上的指定位置，保证液压转台在处于水平状态；

步骤二：将待测回转工作台安装到液压转台内，调试待测回转工作台，保证待测回转工作台能够正常执行回转动作；

步骤三：依次调整X向施力液压缸、Y向施力液压缸和Z向施力液压缸，使回转工作台直接施力机构移动到待测回转工作台正上方；

步骤四：调整电机，使施力头垂直于待测回转工作台上表面；

步骤五：调整Z向施力液压缸，通过施力头将Z向施力液压缸输出的垂直载荷加载到待测回转工作台上表面；

步骤六：启动待测回转工作台，按照设定方式执行回转动作，在垂直载荷力作用下模拟真实加工工况，同时对待测回转工作台的回转精度与分度定位精度进行检测；

步骤七：调整电机，改变施力头与待测回转工作台上表面的夹角，模拟非垂直载荷力作用下的真实加工工况，同时对待测回转工作台的回转精度与分度定位精度进行检测；

步骤八：停止待测回转工作台的回转动作，卸去施力头对待测回转工作台上表面的载荷力；

步骤九：调整液压转台，使待测回转工作台处于设定倾角状态；

步骤十：重复步骤五至步骤七，确定待测回转工作台在倾角状态下的性能状况。