CN110440903A - 一种机床震动检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机床震动检测装置，包括底板、操作台和探头，所述操作台安装在底板的上，所述底板的下方设置有支撑机构，所述底板的一侧设置有连接机构，所述连接机构远离底板的一端连接有检测筒，所述探头上设置有固定机构，所述探头通过固定机构安装在机床的表面上，所述探头上固定安装有检测杆，所述检测杆内开设有卡槽，所述卡槽内安装有电池，所述检测杆的一端安装有红外线灯。本发明结构简单，利用机床在震动过程中，与机床连接的红外线在平面上随时间发生的平面坐标变化，从而得知机床在一个平面上震动情况，红外线检测的方式简单直接且十分便于观察，从而有效的检测震动的振幅以及频率。
Description
技术领域
本发明涉及机床检测技术领域，尤其涉及一种机床震动检测装置。
背景技术
机床是指制造机器的机器，一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等，现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工。
不同的机床用于铸造不同的机械零件，在铸造的过程中，内部发动机机械结构在运作的过程中，不可避免的会造成机床整体或者局部的震动，机床的震动幅度过大或者过于频繁，会直接影响零件铸造的准确度，以及机床的使用寿命，则对机床震动幅度频率的检测是十分重要的。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：机床运作过程中的震动会影响零件准确度以及机床的寿命，故而需要检测机床震动情况，而提出的一种机床震动检测装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种机床震动检测装置，包括底板、操作台和探头，所述操作台安装在底板的上，所述底板的下方设置有支撑机构，所述底板的一侧设置有连接机构，所述连接机构远离底板的一端连接有检测筒，所述探头上设置有固定机构，所述探头通过固定机构安装在机床的表面上，所述探头上固定安装有检测杆，所述检测杆内开设有卡槽，所述卡槽内安装有电池，所述检测杆的一端安装有红外线灯，所述检测筒内设置有中空腔，所述中空腔内设置有螺线管，所述检测筒的内壁上设置有光接收屏，所述操作台上设置有显示屏。
优选的，所述固定机构包括一对玻璃吸盘，两个所述玻璃吸盘的一侧均固定连接有第一连接轴，所述第一连接轴远离玻璃吸盘的一端转动连接有第二连接轴，两个所述第二连接轴之间转动连接有第三连接轴，所述探头与第三连接轴固定连接，所述第二连接轴与第三连接轴之间还安装有卡环，所述卡环上固定连接有多个卡轴，所述第二连接轴和第三连接轴上均开设有与卡轴对应的插孔，所述卡轴插设在插孔上。
优选的，所述支撑机构包括第二螺纹管、第一螺纹管和底座，所述第二螺纹管与第一螺纹管之螺纹插设有螺纹杆，所述底座固定连接在第一螺纹管的底部，所述第二螺纹管与底板的底部固定连接，所述螺纹杆上对称螺纹套接有卡套，两个所述卡套的一端分别与第二螺纹管和第一螺纹管的外侧螺纹连接。
优选的，所述连接机构包括第一联动轴和第二联动轴，所述第一联动轴和第二联动轴之间螺纹插设有螺纹轴，所述螺纹轴上也对称螺纹套接有一对卡套，两个所述卡套的一端分别与第一联动轴、第二联动轴螺纹连接，所述第一联动轴远离第二联动轴的一端转动连接有连接块，所述连接块与底板转动连接，所述底板上设置有卡接机构，所述底板通过卡接机构与连接块连接。
优选的，所述卡接机构包括转轴，所述转轴与底板转动连接，所述转轴上活动插设有一对插轴，两个所述插轴均穿过连接块的一侧。
优选的，所述连接块通过铰接轴与第一联动轴铰接，所述铰接轴的上端插设有齿轮套，所述齿轮套的内表面与铰接轴啮合，所述铰接轴的外表面与连接块、第一联动轴啮合，所述检测杆内还安装有安装有电池，所述检测杆的材质为防腐塑料。
优选的，所述操作台内设有数据收集模块和无线通讯模块，所述数据收集模块通过无线通讯模块连接有数据分析模块，所述数据分析模块设置在外接计算机上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、结构简单，利用机床在震动过程中，与机床连接的红外线在平面上随时间发生的平面坐标变化，从而得知机床在一个平面上震动情况，红外线检测的方式简单直接且十分便于观察，从而有效的检测震动的振幅以及频率。
2、机床在深度方向的振幅，利用电磁感应现象来检测，根据螺线管上电流随着时间的变化来计算，得到检测杆深度方向的变化，继而可以在三维方向得出随时间变化，机床三维方向的震动频率以及振幅情况。
附图说明
图1为本发明提出的一种机床震动检测装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种机床震动检测装置的检测杆结构示意图；
图3为本发明提出的一种机床震动检测装置的固定机构结构示意图；
图4为图1中A处的结构示意图；
图5为图1中B处的结构示意图。
图中：1底座、2第一螺纹管、3螺纹杆、4第二螺纹管、5底板、6显示屏、7操作台、8转轴、9第一联动轴、10螺纹轴、11第二联动轴、12检测筒、13固定机构、14探头、15卡轴、16插孔、17第二连接轴、18第一连接轴、19玻璃吸盘、20卡环、21第三连接轴、22检测杆、23中空腔、24螺线管、25卡槽、26红外线灯、27磁条、28电池、29光接收屏、30卡套、31连接块、32齿轮套、33插轴、34铰接轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-5，一种机床震动检测装置，包括底板5、操作台7和探头14，操作台7安装在底板5的上，底板5的下方设置有支撑机构，底板5的一侧设置有连接机构，连接机构远离底板5的一端连接有检测筒12，探头14上设置有固定机构13，探头14通过固定机构13安装在机床的表面上，探头14上固定安装有检测杆22，检测杆22内开设有卡槽25，卡槽25内安装有电池28，检测杆22的一端安装有红外线灯26，检测筒12内设置有中空腔23，中空腔23内设置有螺线管24，检测筒12的内壁上设置有光接收屏29，操作台7上设置有显示屏6，检测杆22内还安装有安装有电池28，检测杆22的材质为防腐塑料，电池28为红外线灯26提供电能，检测杆22为塑料的材质，是为了避免对磁条27造成影响；
其中，固定机构13包括一对玻璃吸盘19，两个玻璃吸盘19的一侧均固定连接有第一连接轴18，第一连接轴18远离玻璃吸盘19的一端转动连接有第二连接轴17，两个第二连接轴17之间转动连接有第三连接轴21，探头14与第三连接轴21固定连接，第二连接轴17与第三连接轴21之间还安装有卡环20，卡环20上固定连接有多个卡轴15，第二连接轴17和第三连接轴21上均开设有与卡轴15对应的插孔16，卡轴15插设在插孔16上；
将探头14固定在机床的外壳表面的时候，首先将玻璃吸盘19吸附在机床的表面上，为了保证吸附的稳定性，故而使用了两个玻璃吸盘19，两个玻璃吸盘19可以安装在机床的拐角位置两侧，将玻璃吸盘19分别吸附在不同面上，第一连接轴18与第二连接轴17之间为转动连接，第二连接轴17与第三连接轴21之间也为转动连接，驱动第二连接轴17与第三连接轴21之间的角度位置之后，将卡环20上的卡轴15分别插入第二连接轴17和第三连接轴21上的插孔16上，则实现第二连接轴17与第三连接轴21之间位置的固定，由于能够自由转动的结点直接第一连接轴18与第二连接轴17之间，根据几何原理，整体形成一个稳定的多边形，继而实现探头14的固定作用，工作人员能够根据机床检测的需要将其固定在某个平面或者某个拐角处均可；
其中，支撑机构包括第二螺纹管4、第一螺纹管2和底座1，第二螺纹管4与第一螺纹管2之螺纹插设有螺纹杆3，底座1固定连接在第一螺纹管2的底部，第二螺纹管4与底板5的底部固定连接，螺纹杆3上对称螺纹套接有卡套30，两个卡套30的一端分别与第二螺纹管4和第一螺纹管2的外侧螺纹连接，螺纹杆3螺纹插设在第二螺纹管4和第一螺纹管2之间，使得第二螺纹管4、螺纹杆3和第一螺纹管2之间形成可以伸缩的结构，在螺纹杆3上螺纹套接卡套30，由于一个卡套30可以同时螺纹套接在第二螺纹管4和螺纹杆3的外表面，另一个卡套30可以同时螺纹套接在螺纹杆3和第一螺纹管2的外表面，继而可以实现螺纹杆3与第二螺纹管4之间相对位置的固定，螺纹杆3与第一螺纹管2之间相对位置的固定，实现支撑机构伸缩后的位置固定；
其中，连接机构包括第一联动轴9和第二联动轴11，第一联动轴9和第二联动轴11之间螺纹插设有螺纹轴10，螺纹轴10上也对称螺纹套接有一对卡套30，两个卡套30的一端分别与第一联动轴9、第二联动轴11螺纹连接，第一联动轴9远离第二联动轴11的一端转动连接有连接块31，连接块31与底板5转动连接，底板5上设置有卡接机构，底板5通过卡接机构与连接块31连接，与支撑机构类似，第一联动轴9与第二联动轴11之间能够形成自由伸缩的结构，卡套30用以固定第一联动轴9与第二联动轴11伸缩后的相对位置，连接块31与第一联动轴9之间可以自由转动，则连接机构在该平面内都能够自由转动，以适应不同的检测环境；
其中，卡接机构包括转轴8，转轴8与底板5转动连接，转轴8上活动插设有一对插轴33，两个插轴33均穿过连接块31的一侧，工作人员首先转动连接块31，将连接机构撑开，之后再转动转轴8，插轴33同时穿过转轴8和连接块31，从而可以实现连接块31位置的固定，连接块31通过铰接轴34与第一联动轴9铰接，铰接轴34的上端插设有齿轮套32，齿轮套32的内表面与铰接轴34啮合，铰接轴34的外表面与连接块31、第一联动轴9啮合，当需要对第一联动轴9进行转动调整角度位置的时候，通过铰接轴34实现连接块31与第一联动轴9之间的转动，然后再将齿轮套32套接在铰接轴34的上端，由于齿轮套32的内表面与铰接轴34啮合，齿轮套32的外表面可以与连接块31、第一联动轴9啮合，继而实现连接块31与第一联动轴9之间角度位置的固定；
操作台7内设有数据收集模块和无线通讯模块，数据收集模块通过无线通讯模块连接有数据分析模块，数据分析模块设置在外接计算机上，数据收集模块会收集检测到的三个变量，检测得到的数据经过无线通讯模块传输给外接计算机上的数据分析模块，将三个变量随时间变量分析变化规律，分析机床整体的震动规律以及变化频率，从而分析出机床在运作过程中震动的影响因素，继而根据分析结果对机床进行维修或者改进。
本发明中，使用者使用该装置时，首先利用大气压将玻璃吸盘19吸附固定在需要检测的机床表面，由于两个玻璃吸盘19之间之间转动连接有第一连接轴18、第二连接轴17、第三连接轴21，使其能够固定在不同的平面上，则工作人员能够将其安装在机床的平整表面或者拐角处均可，卡环20用于固定第二连接轴17与第三连接轴21之间的角度位置，当探头14的位置固定之后，依据机床处的环境将底座1放置在稳定的地面上，其中底板5、检测筒12均与机床不接触，不同机床有不同的大小高度，则工作人员可以通过转动螺纹杆3来调节第二螺纹管4与第一螺纹管2之间的距离，实现底板5水平位置的升降，卡套30是用于固定螺纹杆3与第二螺纹管4的连接处位置，以及温度螺纹杆3与第一螺纹管2之间的连接处位置，首先转动连接块31，将连接机构展开，然后再用转轴8固定连接块31的位置，其中连接机构可以在水平面上调节角度，连接块31与第一联动轴9之间通过铰接轴34实现可转动，通过齿轮套32实现转动之后角度的固定，连接机构也可以进行伸缩调节，最终检测筒12将套在检测杆22的外侧，其中检测杆22与检测筒12内壁之间不接触；
当机床震动的时候，红外线灯26会发射出的红外线光线会照射在光接收屏29上，光接收屏29上相应位置会接收到光信号，在检测震动的过程中光接收屏29上接收到的光信号经过处理，红外线光信号在光接收屏29上随着时间轴坐标位置的变化，制作成平面坐标图，由于震动的方向是不定向的，磁条27在螺线管24内深度方向还存在移动，磁条27在移动的过程中，监测螺线管24上电流变化，磁条27深入螺线管24的过程中，磁条27对螺线管24的磁力作用相应的呈现变化，螺线管24上将会产生交变电流，机床震动在此方向实质上为简谐运动，简谐运动的振幅与外界给予系统的能量有关，能量越大振幅就越大，螺线管24上产生的电流实质上也是以简谐运动的形式呈现，震动物体离开平衡位置的最大距离叫震动的振幅，振幅在数值上等于最大位移的大小，则随时间变化该交变电流的振幅变化必然与磁条27在螺线管24内的深度变化有关，从而可以从螺线管24上产生的交变电流的振幅可以计算出磁条27在螺线管24内的深度变化；
综合以上两个红外线坐标变化以及交变电流振幅变化，可以得到机床在运作的过程中三维上随着时间轴的振幅以及频率的变化，从而工作人员可以测量出机床在运作过程中具体实时的震动状况。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种机床震动检测装置，包括底板(5)、操作台(7)和探头(14)，所述操作台(7)安装在底板(5)的上，其特征在于，所述底板(5)的下方设置有支撑机构，所述底板(5)的一侧设置有连接机构，所述连接机构远离底板(5)的一端连接有检测筒(12)，所述探头(14)上设置有固定机构(13)，所述探头(14)通过固定机构(13)安装在机床的表面上，所述探头(14)上固定安装有检测杆(22)，所述检测杆(22)内开设有卡槽(25)，所述卡槽(25)内安装有电池(28)，所述检测杆(22)的一端安装有红外线灯(26)，所述检测筒(12)内设置有中空腔(23)，所述中空腔(23)内设置有螺线管(24)，所述检测筒(12)的内壁上设置有光接收屏(29)，所述操作台(7)上设置有显示屏(6)。
2.根据权利要求1所述的一种机床震动检测装置，其特征在于，所述固定机构(13)包括一对玻璃吸盘(19)，两个所述玻璃吸盘(19)的一侧均固定连接有第一连接轴(18)，所述第一连接轴(18)远离玻璃吸盘(19)的一端转动连接有第二连接轴(17)，两个所述第二连接轴(17)之间转动连接有第三连接轴(21)，所述探头(14)与第三连接轴(21)固定连接，所述第二连接轴(17)与第三连接轴(21)之间还安装有卡环(20)，所述卡环(20)上固定连接有多个卡轴(15)，所述第二连接轴(17)和第三连接轴(21)上均开设有与卡轴(15)对应的插孔(16)，所述卡轴(15)插设在插孔(16)上。
3.根据权利要求1所述的一种机床震动检测装置，其特征在于，所述支撑机构包括第二螺纹管(4)、第一螺纹管(2)和底座(1)，所述第二螺纹管(4)与第一螺纹管(2)之螺纹插设有螺纹杆(3)，所述底座(1)固定连接在第一螺纹管(2)的底部，所述第二螺纹管(4)与底板(5)的底部固定连接，所述螺纹杆(3)上对称螺纹套接有卡套(30)，两个所述卡套(30)的一端分别与第二螺纹管(4)和第一螺纹管(2)的外侧螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的一种机床震动检测装置，其特征在于，所述连接机构包括第一联动轴(9)和第二联动轴(11)，所述第一联动轴(9)和第二联动轴(11)之间螺纹插设有螺纹轴(10)，所述螺纹轴(10)上也对称螺纹套接有一对卡套(30)，两个所述卡套(30)的一端分别与第一联动轴(9)、第二联动轴(11)螺纹连接，所述第一联动轴(9)远离第二联动轴(11)的一端转动连接有连接块(31)，所述连接块(31)与底板(5)转动连接，所述底板(5)上设置有卡接机构，所述底板(5)通过卡接机构与连接块(31)连接。
5.根据权利要求4所述的一种机床震动检测装置，其特征在于，所述卡接机构包括转轴(8)，所述转轴(8)与底板(5)转动连接，所述转轴(8)上活动插设有一对插轴(33)，两个所述插轴(33)均穿过连接块(31)的一侧。
6.根据权利要求4所述的一种机床震动检测装置，其特征在于，所述连接块(31)通过铰接轴(34)与第一联动轴(9)铰接，所述铰接轴(34)的上端插设有齿轮套(32)，所述齿轮套(32)的内表面与铰接轴(34)啮合，所述铰接轴(34)的外表面与连接块(31)、第一联动轴(9)啮合，所述检测杆(22)内还安装有安装有电池(28)，所述检测杆(22)的材质为防腐塑料。
7.根据权利要求4所述的一种机床震动检测装置，其特征在于，所述操作台(7)内设有数据收集模块和无线通讯模块，所述数据收集模块通过无线通讯模块连接有数据分析模块，所述数据分析模块设置在外接计算机上。
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