CN205520745U - 电主轴机电一体化检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开电主轴机电一体化检测系统，包括主轴工作平台、扭矩传感器工作平台、电主轴工作平台。本系统就能实时在计算机上显示主轴轴向和径向跳动曲线、飞轮轴向和径向跳动曲线以及主轴扭矩、转速和电流等其他关键参数曲线，为故障诊断提供了实时参考数据。

Description

电主轴机电一体化检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种机电工程领域的检测系统，尤其是一种电主轴机电一体化的检测系统。

背景技术

精密、超精密机床主要动力源来自于电主轴部件，其直接参与切削加工，对机床的加工精度、表面质量和生产效率都能产生巨大的影响。随着电主轴转速的提高，电主轴运行时离心力越来越大，电主轴上(包括刀具)任何地方极小的不平衡就会产生很大的离心力；电主轴本身的不平衡、刀具的不平衡、外部干扰、刀具接杆制造及安装精度等因素会造成的电主轴不平衡振动，这种不平衡振动不仅直接影响机床的动态精度和加工质量，而且还会导致机床生产效率下降、刀具磨损加剧，甚至直接导致机床故障和缩短机床的使用寿命。高速电主轴振动主要包括弯曲振动和扭转振动两种形式，此类振动，严重影响电主轴的使用寿命同时威胁着人员的安全。因此如何有效实时的监测电主轴的弯曲振动和扭转振动已成为电主轴故障诊断领域亟需解决的热点问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服上述所提到的问题，对电主轴的温度、轴向及径向振幅、主轴扭矩、转速等机械关键参数进行实时测量，并以波形图和数据格式直观反映到PC机。

本实用新型采用的技术方案如下：

电主轴机电一体化检测系统，包括：

主轴工作平台，有主轴支承座、飞轮、吸振弹簧安装座组成；所述飞轮径向和轴向连接电涡流传感器，通过电涡流变送器与电气操作箱连接；

扭矩传感器工作平台，有扭矩传感器和联轴器组成；所述扭矩传感器两侧连接所述联轴器；所述扭矩传感器底部连接电涡流传感器，通过电涡流变送器与电气操作箱连接；

电主轴工作平台，有电主轴、参数控制器、温度传感器组成；所述电主轴底部和侧面连接电涡流变送器，另一端与扭矩传感器通过联轴节方式联接；电主轴上端设有参数控制器，参数控制器连接变频器；变频器通过热电偶模拟量输入模块与电气操作箱连接；所述温度传感器连接热电偶模块，热电偶模块通过热电偶模拟量输入模块与电气操作箱连接。

电主轴内设有冷却装置。

参数控制器包括对温度的设置、主轴转数的设置和时长的设置。

电气操作箱连接PC机。

本实用新型的有益效果是：主轴工作平台、扭矩传感器工作平台和电主轴工作平台能独立创造，保持精度，在三个平台各自组成整体后，在精度制造过程中比较容易加工，为此整个设备的等高精度与直线度均能比较容易实现；将三个平台安装之后，整套系统运转灵活，无阻滞现象，不管在静态与动态下都运转良好；在运转中无不良不规则噪声出现。

本系统中，利用电主轴上的温度传感器和参数控制器，以及电涡流传感器和扭矩传感器、变频器等元件，对被测电主轴的温度、轴向及径向振幅、主轴扭矩、转速等机械关键参数进行实时测量，并以波形图和数据格式直观反映到PC机。通过用户界面可便捷地对电主轴的测量工作方式进行设置，设置主轴测试参数，完成不同测量工作方式下的电主轴参数测量，有助于了解电主轴的各项机械和电气性能指标，同时也实时了解电主轴的运行情况，如果出现不正常现像可及时采限措施，减少不合格品的产生。系统可以对各项性能指标进行保存，有利于对系统的性能指标进行离线分析。

主轴工作平台、扭矩工作平台和电主轴工作平台，分别都连接有涡流传感器，能同时了解三个工作平台的运行情况，如果出现轴向或径向偏差，可及时发现，采取措施，减少事故发生；电主轴与转速扭矩传感器相联接，采用联轴节联接方式，在电主轴高速空转时，联轴节脱开空载运行。在负载时，用联轴节联接紧固进行，带动工作轴和飞轮运转。无论在联轴节脱开或者联接时，必须确保联轴节上的紧固螺钉在紧固状态，避免螺钉飞出

附图说明

图1是本实用新型电主轴机电一体化检测系统的平面结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型电主轴机电一体化检测系统，主轴工作平台，有主轴支承座1、飞轮2、吸振弹簧安装座3组成；飞轮2二侧通过主轴支承座1固定；飞轮2侧面和底部连接电涡流传感器15，通过电涡流变送器14与电气操作箱16连接；再与PC机连接，就可将主轴工作平台的工作数据实时的传输到PC机，能了实时了解主轴工作平台的运行情况。

扭矩传感器工作平台，有扭矩传感器5和二个联轴器4组成；扭矩传感器5两侧连接联轴器4；扭矩传感器5底部连接电涡流传感器8，通过电涡流变送器14与电气操作箱16连接；再与PC机连接，就可将扭矩传感器工作平台的工作数据实时的传输到PC机，能了实时了解扭矩传感器工作平台的运行情况。

电主轴工作平台，有电主轴6、参数控制器7、温度传感器12组成；电主轴6底部和侧面连接电涡流传感器9，电主轴6与扭矩传感器5通过联轴节方式联接；电主轴6上端设有参数控制器7，参数控制器7连接变频器10；变频器10通过热电偶模拟量输入模块11与电气操作箱16连接；电主轴6底部二个温度传感器12连接热电偶模块13，热电偶模块13通过热电偶模拟量输入模块11与电气操作箱16连接；电气操作箱16与PC机17连接，能实时了解电主轴工作平台的温度、转数等关键数据。电主轴6内部设有冷却装置，防止电主轴在工作中温度过高而影响系统的使用。参数控制器7包括对温度的设置、主轴转数的设置和时长的设置。

当空载测试时，断开联轴器4，运转后通过扭矩传感器5及电涡流传感器8和电主轴6中的温度传感器12进行实时测试并将最终的测试结果通过电气操作箱16显示在PC机17上。

当负载测试时，连接联轴器4，则负载端飞轮2随着一起转动，为了测量负载端的轴向和径向跳动，通过电涡流传感器15进行实时测试，并将测试结果显示在显示屏上。

如此，就能实时在计算机上显示主轴轴向和径向跳动曲线、飞轮轴向和径向跳动曲线以及主轴扭矩、转速和电流等其他关键参数曲线，为故障诊断提供了实时参考数据。

Claims (4)

1.电主轴机电一体化检测系统，包括：

主轴工作平台，有主轴支承座、飞轮、吸振弹簧安装座组成；所述飞轮径向和轴向连接电涡流传感器，通过电涡流变送器与电气操作箱连接；

扭矩传感器工作平台，有扭矩传感器和联轴器组成；所述扭矩传感器两侧连接所述联轴器；所述扭矩传感器底部连接电涡流传感器，通过电涡流变送器与电气操作箱连接；

电主轴工作平台，有电主轴、参数控制器、温度传感器组成；所述电主轴径向和轴向连接电涡流变送器，另一端与扭矩传感器通过联轴节方式联接；电主轴上端设有参数控制器，参数控制器连接变频器；变频器通过热电偶模拟量输入模块与电气操作箱连接；所述温度传感器连接热电偶模块，热电偶模块通过热电偶模拟量输入模块与电气操作箱连接。

2.根据权利要求1所述的电主轴机电一体化检测系统，其特征在于所述电主轴内设有冷却装置。

3.根据权利要求1所述的电主轴机电一体化检测系统，其特征在于所述的参数控制器包括对温度的设置、主轴转数的设置和时长的设置。

4.根据权利要求1所述的电主轴机电一体化检测系统，其特征在于所述的电气操作箱连接PC机。