CN204286347U - 一种主轴动态回转精度测试系统 - Google Patents

Abstract

一种主轴动态回转精度测试系统，包括有工作台，所述工作台上设置有用于对加工机床的主轴进行测试的数据采集机构，数据采集机构通过夹具连接所述主轴的旋转输出轴，数据采集机构数据输出端通过传感器驱动单元连接用于接收数据的带有数据采集卡的工控机，主轴上设置有与旋转输出轴的上端相连的编码器。本实用新型利用高性能的模块化硬件实现全方位的系统集成，采用高精度的测试球杆，测试球轮廓的误差对测试结果的影响可忽略，测试时只需尽量减小偏心即可，大大提高了测试精度和测试效率。将信号显示、存储、打印和其他管理集中交由计算机来处理，充分利用了计算机强大的数据处理、传输和发布能力，使得组建系统变得更加灵活简单。

Description

一种主轴动态回转精度测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种测试系统。特别是涉及一种主轴动态回转精度测试系统。

背景技术

随着现代制造业的不断发展，机床作为具有高科技含量的现代化“工作母机”，是实现制造技术和装备制造业现代化的重要基础装备，其质量、性能和拥有量是衡量一个国家工业现代化水平、综合国力的重要标志，因此在国民经济现代化的建设中起着重大作用。主轴单元是现代金属切削机床的重要组成部分，机床制造领域中对高速高精度主轴的性能要求越来越高。由于主轴的回转精度是影响机床加工的几何精度和表面光洁度的重要因素之一，因此对主轴的回转精度的分析和研究显得尤为重要。

在加工零件之前或者装配主轴之前，工程师或者操作者可以使用测试装置来判定主轴的性能。由于受传统测试验棒的外形轮廓误差及安装偏心的影响，传统上打表法测量径向跳动和端面跳动的方法不能够准确地反应出主轴真正的回转精度，尤其是动态回转精度，因此传统的测试方法已经无法满足实际测试的需求。在电子计算机技术高速发展的今天，我们可以借助计算机强大的数据处理能力，凭借特定的算法来编制相关软件，搭配高精度的传感器，来研究主轴的性能。目前市场上的主轴动态回转精度测试产品较少，主要有美国的LionPrecision，MTI Instruments和德国的Micro-Epsilon，他们的精度可以达到微米甚至纳米水平，但是价格极其昂贵，一般主轴生产厂家或者科研单位很难承受，而国内与其相比的产品很少，精度方面相差甚远，因此自主研发高精度的主轴动态回转精度检测系统有着重大的意义。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种利用高性能的模块化硬件实现全方位的系统集成的主轴动态回转精度测试系统。

本实用新型所采用的技术方案是：一种主轴动态回转精度测试系统，包括有工作台，所述工作台上设置有用于对加工机床的主轴进行测试的数据采集机构，所述的数据采集机构通过夹具连接所述主轴的旋转输出轴，所述的数据采集机构数据输出端通过传感器驱动单元连接用于接收数据的带有数据采集卡的工控机，所述的主轴上设置有与所述的旋转输出轴的上端相连的编码器。

所述的数据采集机构包括有底部固定在所述工作台上的支架，位于所述支架内侧的球杆，其中，所述球杆的顶端固定连接所述的夹具，所述球杆的杆部设置有上球环，底端设置有下球体，所述支架上对应所述的球杆上的上球环的两侧分别设置有位于同一水平面的第一电容位移传感器和第二电容位移传感器，所述支架上对应所述的球杆底端的下球体的两侧分别设置有位于同一水平面的第三电容位移传感器和第四电容位移传感器，所述支架上对应所述的球杆底端的下球体的底部设置有第五电容位移传感器，所述的第一电容位移传感器、第二电容位移传感器、第三电容位移传感器、第四电容位移传感器和第五电容位移传感器分别电连接所述传感器驱动单元。

本实用新型的一种主轴动态回转精度测试系统，利用高性能的模块化硬件实现全方位的系统集成，采用高精度的测试球杆，测试球轮廓的误差对测试结果的影响可忽略，测试时只需尽量减小偏心即可，大大提高了测试精度和测试效率。将信号显示、存储、打印和其他管理集中交由计算机来处理，充分利用了计算机强大的数据处理、传输和发布能力，使得组建系统变得更加灵活简单。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是图1中局部放大的结构示意图。

图中

1：编码器              2：主轴

3：球杆                4：夹具

5：第一电容位移传感器  6：第二电容位移传感器

7：第三电容位移传感器  8：第四电容位移传感器

9：第五电容位移传感器  10：支架

11：工作台             12：传感器驱动单元

13：工控机             14：上球环

15：旋转输出轴         16：下球体

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型的一种主轴动态回转精度测试系统做出详细说明。

如图1所示，本实用新型的主轴动态回转精度测试系统，包括有工作台11，所述工作台11上设置有用于对加工机床的主轴2进行测试的数据采集机构，所述的数据采集机构通过夹具4连接所述主轴2的旋转输出轴15，所述的数据采集机构数据输出端通过传感器驱动单元12连接用于接收数据的带有数据采集卡的工控机13，所述的主轴2上设置有与所述的旋转输出轴15的上端相连的编码器1。

如图1、图2所示，所述的数据采集机构包括有底部固定在所述工作台11上的支架10，位于所述支架10内侧的球杆3，其中，所述球杆3的顶端固定连接所述的夹具4，所述球杆3的杆部设置有上球环14，底端设置有下球体16，所述支架10上对应所述的球杆3上的上球环14的两侧分别设置有位于同一水平面的第一电容位移传感器5和第二电容位移传感器6，所述支架10上对应所述的球杆3底端的下球体16的两侧分别设置有位于同一水平面的第三电容位移传感器7和第四电容位移传感器8，所述支架10上对应所述的球杆3底端的下球体16的底部设置有第五电容位移传感器9，所述的第一电容位移传感器5、第二电容位移传感器6、第三电容位移传感器7、第四电容位移传感器8和第五电容位移传感器9分别电连接所述传感器驱动单元12。并且所述的第一电容位移传感器5、第二电容位移传感器6、第三电容位移传感器7、第四电容位移传感器8和第五电容位移传感器9在支架10上的伸缩量均可以调节。

工控机13中运行有基于LabVIEW编程的软件，该软件可以实现数据采集、分析和处理等功能，工控机13连接有显示器14，最终将分析结果以数值和图形的方式显示在显示器14中的指定界面。

尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种主轴动态回转精度测试系统，包括有工作台(11)，其特征在于，所述工作台(11)上设置有用于对加工机床的主轴(2)进行测试的数据采集机构，所述的数据采集机构通过夹具(4)连接所述主轴(2)的旋转输出轴(15)，所述的数据采集机构数据输出端通过传感器驱动单元(12)连接用于接收数据的带有数据采集卡的工控机(13)，所述的主轴(2)上设置有与所述的旋转输出轴(15)的上端相连的编码器(1)。

2.根据权利要求1所述的一种主轴动态回转精度测试系统，其特征在于，所述的数据采集机构包括有底部固定在所述工作台(11)上的支架(10)，位于所述支架(10)内侧的球杆(3)，其中，所述球杆(3)的顶端固定连接所述的夹具(4)，所述球杆(3)的杆部设置有上球环(14)，底端设置有下球体(16)，所述支架(10)上对应所述的球杆(3)上的上球环(14)的两侧分别设置有位于同一水平面的第一电容位移传感器(5)和第二电容位移传感器(6)，所述支架(10)上对应所述的球杆(3)底端的下球体(16)的两侧分别设置有位于同一水平面的第三电容位移传感器(7)和第四电容位移传感器(8)，所述支架(10)上对应所述的球杆(3)底端的下球体(16)的底部设置有第五电容位移传感器(9)，所述的第一电容位移传感器(5)、第二电容位移传感器(6)、第三电容位移传感器(7)、第四电容位移传感器(8)和第五电容位移传感器(9)分别电连接所述传感器驱动单元(12)。