CN208937345U - 机床试验台架控制台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机床试验台架控制台，属于性能测试设备领域。该控制台装载2套加载系统，分别适用于高速主轴和低速主轴的动态数据采集；所述控制台包括机床试验台架、联轴器、铂电阻传感器、电涡流传感器、加速度传感器、角度编码器、无线应变仪、扭矩转速传感器、电涡流制动器、磁粉制动器、程控恒流电源和数据采集控制台；所述铂电阻传感器、电涡流传感器、加速度传感器分别安装在主轴壳体上；角度编码器和扭矩转速传感器经联轴器与机床试验台架的运转主轴部件连接，其信号端均与数据采集控制台连接。本实用新型可实现快速侦测机械结构缺陷、工况温度变化特征、振动幅频特征以及机械传动误差检测和机械传动效率检测。

Description

机床试验台架控制台

技术领域

本实用新型属于性能测试设备领域，涉及一种机床性能检测装置，具体涉及一种机床试验台架控制台。

背景技术

现有的机械运动特性，刚度特性，振动特性及传动精度、传动效率等性能指标检测基本都是采用独立的专用检测仪器设备进行单项参数检测，要获取机械综合性能数据，安装连接非常不便，并且调整困难，有的特殊参数数据的采集平台搭建兼容性差，导致系统成本高昂。

因此，有必要设计一种机床试验台架控制台，用于侦测机械结构缺陷及机械传动误差以及传动效率检测等。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种机床试验台架控制台，通过加速度传感器、电涡流传感器、动扭矩传感器、角度编码器、温度传感器、金属电阻应变片等各种类型传感器件与机床试验台架功能部件相应部位连接或固定，用于侦测机械结构缺陷及机械传动误差以及传动效率检测等，并且具有一定的兼容性。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种机床试验台架控制台，装载2套加载系统，用于同时分别控制驱动不同转速的加载载荷，高速主轴加载制动器采用电涡流制动器系统，低速主轴加载制动器采用磁粉制动器系统；

所述控制台包括机床试验台架、联轴器、铂电阻传感器、电涡流传感器、加速度传感器、角度编码器、无线应变仪、扭矩转速传感器、电涡流制动器、磁粉制动器、程控恒流电源和数据采集控制台；所述铂电阻传感器、电涡流传感器、加速度传感器分别安装在主轴壳体上；所述角度编码器和扭矩转速传感器经联轴器与机床试验台架的运转主轴部件连接，其信号端均与所述数据采集控制台连接；

所述无线应变仪采用WiFi组网：无线应变仪的输入模拟口与测试轴上安装的金属电阻应变片连接，采集的数据以WiFi无线方式通过无线网关与数据采集控制台连接；

所述联轴器包括联轴器Ⅰ和联轴器Ⅱ；所述联轴器Ⅰ连接于机床试验台架的主轴和角度编码器之间，所述角度编码器用于采集主轴的旋转角度值数据；所述联轴器Ⅱ连接于扭矩传感器和电涡流制动器或磁粉制动器之间，所述扭矩传感器用于采集主轴的输出扭矩值；所述程控恒流电源一端连接电涡流制动器或磁粉制动器；所述程控恒流电源另一端连接至数据采集控制台，由控制台指令控制载荷参数。

进一步，所述铂电阻传感器粘贴在主轴壳体之上并通过电桥放大器连接至数据采集控制台；所述电桥放大器将铂电阻感应的温度信号进行调理放大，并且将温度电信号传送到数据采集控制台。

进一步，所述电涡流传感器通过电流适配器连接至数据采集控制台；所述电流适配器用于激励驱动电涡流传感器感生主轴旋转径向位移电信号，所述电涡流传感器用于采集主轴回转精度数据，并通过电流适配器将主轴回转位移电信号传送至数据采集控制台；

进一步，所述加速度传感器通过恒流适配器连接至数据采集控制台；所述恒流适配器用于激励驱动加速度传感器，加速度传感器将振动机械冲击力转换为对应的具有幅频特征的电信号并且放大至采集卡所需要的电平(电频)信号；

所述加速度传感器感生的振动电信号通过恒流适调器放大调理后送至数据采集控制台。

进一步，所述角度编码器通过细分盒连接至数据采集控制台；所述角度编码器将主轴旋转角度位移信号进行识别编码生成旋转位置正弦信号；所述细分盒将位置正弦信号进行细分处理，提高数据采集系统对主轴旋转位置的分辨率，从而提高数据采集精度与分辨度。

进一步，所述扭矩转速传感器用于检测主轴输出载荷扭矩；所述电涡流制动器或磁粉制动器用于产生施加于主轴的动载荷；所述程控恒流电源用于调节控制电涡流制动器或磁粉制动器的制动扭矩值，实现动态检测主轴输出载荷扭矩；

所述扭矩转速传感器具有检测旋转速度的功能，在检测主轴输出载荷扭矩的同时可以检测主轴旋转速度。

进一步，机床被测主轴功能部件安装在所述机床试验台架上。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过加速度传感器、电涡流传感器、动扭矩传感器、角度编码器、温度传感器、金属电阻应变片等各种类型传感器件与机床试验台架功能部件相应部位连接或固定，经过信号适调器和信号AD采集器获取相关物理数据并进行分析处理，提供机械运动特性数据，验证有限元分析结论，侦测机械结构缺陷及运动传递误差以及机械传动效率检测等等，有助于优化机床结构设计及安装工艺调整。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型所述控制台连接示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型所述的一种机床试验台架控制台，装载2套加载系统，用于同时分别控制驱动不同转速的加载载荷，高速主轴加载制动器采用电涡流制动器系统，低速主轴加载制动器采用磁粉制动器系统；

所述控制台包括机床试验台架、联轴器、铂电阻传感器、电涡流传感器、加速度传感器、角度编码器、无线应变仪、扭矩转速传感器、电涡流制动器、磁粉制动器、程控恒流电源和数据采集控制台；所述铂电阻传感器、电涡流传感器、加速度传感器分别安装在主轴壳体上；所述角度编码器和扭矩转速传感器经联轴器与机床试验台架的运转主轴部件连接，其信号端均与所述数据采集控制台连接；

所述无线应变仪采用WiFi组网：无线应变仪的输入模拟口与测试轴上安装的金属电阻应变片连接，采集的数据以WiFi无线方式通过无线网关与数据采集控制台连接；

所述联轴器包括联轴器Ⅰ和联轴器Ⅱ；所述联轴器Ⅰ连接于机床试验台架的主轴和角度编码器之间，所述角度编码器用于采集主轴的旋转角度值数据；所述联轴器Ⅱ连接于扭矩传感器和电涡流制动器或磁粉制动器之间，所述扭矩传感器用于采集主轴的输出扭矩值；所述程控恒流电源一端连接电涡流制动器或磁粉制动器；所述程控恒流电源另一端连接至数据采集控制台，由控制台指令控制载荷参数。

所述铂电阻传感器粘贴在主轴壳体之上并通过电桥放大器连接至数据采集控制台；所述电桥放大器将铂电阻感应的温度信号进行调理放大，并且将温度电信号传送到数据采集控制台。

所述电涡流传感器通过电流适配器连接至数据采集控制台；所述电流适配器用于激励驱动电涡流传感器感生主轴旋转径向位移电信号，所述电涡流传感器用于采集主轴回转精度数据，并通过电流适配器将主轴回转位移电信号传送至数据采集控制台；

所述加速度传感器通过恒流适配器连接至数据采集控制台；所述恒流适配器用于激励驱动加速度传感器，加速度传感器将振动机械冲击力转换为对应的具有幅频特征的电信号并且放大至采集卡所需要的电平信号；

所述加速度传感器感生的振动电信号通过恒流适调器放大调理后送至数据采集控制台。

所述角度编码器通过细分盒连接至数据采集控制台；所述角度编码器将主轴旋转角度位移信号进行识别编码生成旋转位置正弦信号；所述细分盒将位置正弦信号进行细分处理，提高数据采集系统对主轴旋转位置的分辨率，从而提高数据采集精度与分辨度。

所述扭矩转速传感器用于检测主轴输出载荷扭矩；所述电涡流制动器或磁粉制动器用于产生施加于主轴的动载荷；所述程控恒流电源用于调节控制电涡流制动器或磁粉制动器的制动扭矩值，实现动态检测主轴输出载荷扭矩；

所述扭矩转速传感器具有检测旋转速度的功能，在检测主轴输出载荷扭矩的同时可以检测主轴旋转速度。

机床被测主轴功能部件安装在所述机床试验台架上。

试验检测操作方法：机床试验台架数据采集控制台通过加速度传感器、电涡流传感器、动扭矩传感器、角度编码器、温度传感器、金属电阻应变片等各种类型传感器件，根据实际检测需求选择性与机床试验台架功能部件相应部位连接或固定。

数据传送及分析处理过程：数据采集控制台经过传感适调器和信号AD采集器获取相关物理数据并进行分析处理，提供机械运动特性数据。

试验结论：验证有限元分析结论，侦测机械结构缺陷及运动传递误差以及机械传动效率检测等，有助于优化机床结构设计及安装工艺调整。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种机床试验台架控制台，其特征在于，该控制台装载2套加载系统，用于同时分别控制驱动不同转速的加载载荷，高速主轴加载制动器采用电涡流制动器系统，低速主轴加载制动器采用磁粉制动器系统；

所述控制台包括机床试验台架、联轴器、铂电阻传感器、电涡流传感器、加速度传感器、角度编码器、无线应变仪、扭矩转速传感器、电涡流制动器、磁粉制动器、程控恒流电源和数据采集控制台；所述铂电阻传感器、电涡流传感器、加速度传感器分别安装在主轴壳体上；所述角度编码器和扭矩转速传感器经联轴器与机床试验台架的运转主轴部件连接，其信号端均与所述数据采集控制台连接；

所述无线应变仪采用WiFi组网：无线应变仪的输入模拟口与测试轴上安装的金属电阻应变片连接，采集的数据以WiFi无线方式通过无线网关与数据采集控制台连接；

所述联轴器包括联轴器Ⅰ和联轴器Ⅱ；所述联轴器Ⅰ连接于机床试验台架的主轴和角度编码器之间，所述角度编码器用于采集主轴的旋转角度值数据；所述联轴器Ⅱ连接于扭矩传感器和电涡流制动器或磁粉制动器之间，所述扭矩传感器用于采集主轴的输出扭矩值；所述程控恒流电源一端连接电涡流制动器或磁粉制动器；所述程控恒流电源另一端连接至数据采集控制台，由控制台指令控制载荷参数。

2.根据权利要求1所述的机床试验台架控制台，其特征在于，所述铂电阻传感器粘贴在主轴壳体之上并通过电桥放大器连接至数据采集控制台；所述电桥放大器将铂电阻感应的温度信号进行调理放大，并且将温度电信号传送到数据采集控制台。

3.根据权利要求1所述的机床试验台架控制台，其特征在于，所述电涡流传感器通过电流适配器连接至数据采集控制台；所述电流适配器用于激励驱动电涡流传感器感生主轴旋转径向位移电信号，所述电涡流传感器用于采集主轴回转精度数据，并通过电流适配器将主轴回转位移电信号传送至数据采集控制台。

4.根据权利要求1所述的机床试验台架控制台，其特征在于，所述加速度传感器通过恒流适配器连接至数据采集控制台；所述恒流适配器用于激励驱动加速度传感器，加速度传感器将振动机械冲击力转换为对应的具有幅频特征的电信号并且放大至采集卡所需要的电平信号；

所述加速度传感器感生的振动电信号通过恒流适调器放大调理后送至数据采集控制台。

5.根据权利要求1所述的机床试验台架控制台，其特征在于，所述角度编码器通过细分盒连接至数据采集控制台；所述角度编码器将主轴旋转角度位移信号进行识别编码生成旋转位置正弦信号；所述细分盒将位置正弦信号进行细分处理，提高数据采集系统对主轴旋转位置的分辨率，从而提高数据采集精度与分辨度。

6.根据权利要求1所述的机床试验台架控制台，其特征在于，所述扭矩转速传感器用于检测主轴输出载荷扭矩；所述电涡流制动器或磁粉制动器用于产生施加于主轴的动载荷；所述程控恒流电源用于调节控制电涡流制动器或磁粉制动器的制动扭矩值，实现动态检测主轴输出载荷扭矩；

所述扭矩转速传感器具有检测旋转速度的功能，在检测主轴输出载荷扭矩的同时可以检测主轴旋转速度。

7.根据权利要求1所述的机床试验台架控制台，其特征在于，机床被测主轴功能部件安装在所述机床试验台架上。