CN210189244U - 自动化检测高速精密主轴的程控温升试验台 - Google Patents

Abstract

提供一种自动化检测高速精密主轴的程控温升试验台，在电箱支架上端的安装平台上设有压板组件且主轴箱通过压板组件固定于安装平台上，电箱支架上端设有可调式固定杆组且可调式固定杆组上设有温度检测装置，安装座上设有驱动电机且驱动电机输出轴上的主动带轮与安装于主轴箱主轴上的从动带轮通过皮带连接，驱动电机通过变频器与电源连接，电箱支架一端部设有操控箱且设于操控箱内的控制器与温度检测装置、变频器和设于操控箱上并用于主轴跑和参数设定的操作面板连接。本实用新型主轴箱固定方便快捷易操作，满足任意形式的机床主轴箱温升跑合试验，可同时对多套不同类型的主轴进行检测试验，检测效率高，极大的减少了人工成本，提高了主轴箱的装配效率。

Description

自动化检测高速精密主轴的程控温升试验台

技术领域

本实用新型属于机床性能测试技术领域，具体涉及一种自动化检测高速精密主轴的程控温升试验台。

背景技术

高速精密数控机床的核心是高速精密旋转主轴，因而高速精密旋转主轴也称为数控机床的心脏，高速精密旋转主轴在使用时输出高转速、高精度、高刚性等动态机械性能，受力比较复杂，因而多采用高精度、高品质精密主轴专用轴承，必须规范、精密装配。主轴轴承装配过程为清洗、检查、安装、安装后运转检查四个环节，上述四个环节都必须严格规范操作，才能发挥高速精密旋转主轴应有的机械性能，通常清洗、检查、安装三个环节容易实现，各机床厂家、专业主轴生产厂家都有清晰、准确的记录，而第四个安装后运转检查环节的动力运转需在无负荷状态下由低速开始逐步运转，逐渐达到最高转速、设计控制温升等设计条件，是一个相对漫长的过程，最少需要18小时，由于整个过程持续时间长，清晰、准确记录主轴转速与温度有现实的困难。

经过跑合温升检测，轴承预紧量、润滑脂的填充量以及是否有泄漏、密封间隙、装配正确性等因素的动态影响都可真实反映出来，是保证主轴性能的最后一个重要环节。各机床厂家传统的做法是单机单台、人工定时升速、检测，人工记录温度，夜间停车或留人值守，采用上述做法，完成一套主轴跑合考核，大致是2个工作日，费工、费时，针对上述问题，有必要进行改进。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：提供一种自动化检测高速精密主轴的程控温升试验台，通过在电箱支架上端的安装平台上设置压板组件，将待试验的主轴箱固定于安装平台上，主轴箱固定方便快捷易操作，主轴箱主轴的驱动由设于安装座上的驱动电机驱动旋转后，通过设于可调式固定杆组上的温度检测装置对主轴端部的轴承温度进行实时监测，满足多种机床主轴箱温升跑合试验，可同时对多套不同类型的主轴进行检测试验，检测效率高，极大的减少了人工成本，提高了主轴箱的装配效率。

本实用新型采用的技术方案：自动化检测高速精密主轴的程控温升试验台，具有电箱支架和设于电箱支架一侧的安装座，所述电箱支架上端的安装平台上设有压板组件且主轴箱通过压板组件固定于安装平台上，所述电箱支架上端设有可调式固定杆组且可调式固定杆组上设有位置可调并用于检测主轴箱中主轴端部轴承温度的温度检测装置，所述安装座上设有驱动电机且驱动电机输出轴上的主动带轮与安装于主轴箱主轴上的从动带轮通过皮带连接，所述驱动电机通过变频器与电源连接，所述电箱支架一端部设有操控箱且设于操控箱内的控制器与温度检测装置、变频器和设于操控箱上并用于主轴跑和参数设定以及跑和试验数据显示的操作面板连接。

其中，所述压板组件包括四个压板和两个定位板，所述压板为L形结构且压板上板面制有条形孔，锁紧螺栓穿过条形孔与设于安装平台上对应的螺纹孔旋合后由四个压板上端端部将主轴箱四角压紧固定于安装平台上，两个所述定位板设于与主轴轴向垂直方向的安装平台上且定位板位于两个压板之间，所述定位板通过螺栓固定于安装平台上且定位板上设有定位螺栓，并通过调整定位螺栓使其端部抵紧于主轴箱侧壁上。

进一步地，所述可调式固定杆组包括两个连接杆、两个竖杆、两个横杆和夹板座，两个所述连接杆位于电箱支架上端端部外侧且连接杆一端通过夹板座位置可调式固连于电箱支架上而连接杆另一端与竖杆下端通过两个固连为一体的夹板座位置可调式连接，所述竖杆上端和横杆一端通过两个固连为一体的夹板座位置可调式连接，而温度检测装置通过夹板座位置可调式安装于横杆上。

进一步地，所述驱动电机包括驱动电机Ⅰ和驱动电机Ⅱ且驱动电机Ⅰ和驱动电机Ⅱ通过变频器与电源连接，所述驱动电机Ⅰ安装于安装座上端的电机座上端面，所述电机座上端面设有皮带张紧板且皮带张紧板位于驱动电机Ⅰ外侧，制有条形长孔的电机板通过固定螺栓安装于电机座侧壁上，且驱动电机Ⅱ安装于电机板上，所述电机板侧壁上端固定有带螺孔的连接块且设于皮带张紧板上的张紧螺栓与连接块上的螺孔旋合，所述驱动电机Ⅰ和驱动电机Ⅱ的输出轴上均设有主动带轮且主动带轮为双槽距带轮，所述主轴箱主轴上的从动带轮通过皮带与驱动电机Ⅱ输出轴的主动带轮连接，并通过调节张紧螺栓和固定螺栓调节驱动电机Ⅱ位置后实现皮带的涨紧，或主轴箱主轴上的从动带轮通过皮带与驱动电机Ⅰ输出轴的主动带轮连接。

进一步地，所述温度检测装置为红外线温度传感器且操作面板为液晶触屏，所述控制器为PLC控制器且红外线温度传感器、液晶触屏以及变频器均与PLC控制器连接。

本实用新型与现有技术相比的优点：

1、本技术方案通过在电箱支架上端的安装平台上设置压板组件，将待试验的主轴箱固定于安装平台上，主轴箱固定方便快捷易操作，可对不同类型的主轴箱进行定位固定；

2、本技术方案通过设于可调式固定杆组上的温度检测装置对主轴端部的轴承温度进行实时监测，无须人工检测，满足多种机床主轴箱温升跑合试验；

3、本技术方案满足不同机床主轴箱温升跑合试验，可同时对多套不同类型的主轴进行检测试验，检测效率高；

4、本技术方案无须人工值守记录，极大的减少了人工成本，提高了主轴箱的装配效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型程序运行流程图。

具体实施方式

下面结合附图1-2描述本实用新型同时对安装于安装平台4左右两侧的两套主轴箱中的主轴进行试验考核的一种实施例，从而对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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，不能理解为对本实用新型的限制。

自动化检测高速精密主轴的程控温升试验台，具有电箱支架1和设于电箱支架1一侧的安装座2，所述电箱支架1上端的安装平台4上设有压板组件 3且主轴箱通过压板组件3固定于安装平台4上，所述电箱支架1上端设有可调式固定杆组5且可调式固定杆组5上设有位置可调并用于检测主轴箱中主轴端部轴承温度的温度检测装置，所述安装座2上设有驱动电机且驱动电机输出轴上的主动带轮17与安装于主轴箱主轴上的从动带轮通过皮带连接，所述驱动电机通过变频器与电源连接，所述电箱支架1一端部设有操控箱7且设于操控箱7内的控制器与温度检测装置、变频器和设于操控箱7上并用于主轴跑和参数设定以及跑和试验数据显示的操作面板连接；

具体的，沿所述安装平台4长度方向设有两套压板组件3每套压板组件3 均可对不同类型的主轴箱进行固定，所述压板组件3包括四个压板31和两个定位板32，所述压板31为L形结构且压板31上板面制有条形孔33，锁紧螺栓34穿过条形孔33与设于安装平台4上对应的螺纹孔旋合后由四个压板31 上端端部将主轴箱四角压紧固定于安装平台4上，两个所述定位板32设于与主轴轴向垂直方向的安装平台4上且定位板32位于两个压板31之间，所述定位板32通过螺栓固定于安装平台4上且定位板32上设有定位螺栓35，并通过调整定位螺栓35使其端部抵紧于主轴箱侧壁上，主轴箱固定完毕后，装于主轴上的从动带轮与安装座2处于同一侧；

具体的，对两套主轴箱的主轴进行试验时，在电箱支架1上端两端部外侧均设置可调式固定杆5，所述可调式固定杆组5包括两个连接杆51、两个竖杆52、两个横杆53和夹板座54，两个所述连接杆51位于电箱支架1上端端部外侧且连接杆51一端通过夹板座54位置可调式固连于电箱支架1上而连接杆51另一端与竖杆52下端通过两个固连为一体的夹板座54位置可调式连接，所述竖杆52上端和横杆53一端通过两个固连为一体的夹板座54位置可调式连接，而温度检测装置通过夹板座54位置可调式安装于横杆53上，其中，位置可调式安装于两个横杆53上的温度检测装置，即红外线温度传感器18，可分别对主轴两端的轴承温度进行实时监测，并将实时监测的温度反馈至PLC控制器，PLC控制器根据轴承的温度，控制与该主轴对应的驱动电机Ⅰ6或驱动电机Ⅱ9，从而实现对主轴转速的自动调节；上述结构中，夹板座 54为块状结构，夹板座54上制有夹紧开口和与连接杆51、竖杆52和横杆53 间隙配合的光孔，且光孔位于夹紧开口内侧并与夹紧开口连通，所述连接杆 51、竖杆52和横杆53穿过对应的夹板座54上的光孔后，通过设于夹板座54 上的连接螺栓改变夹紧开口的间隙后将对应的连接杆51、竖杆52或横杆53 夹紧或松开；

具体的，所述驱动电机包括驱动电机Ⅰ6和驱动电机Ⅱ9，其中，对两套主轴箱的主轴进行试验时，可设置一个驱动电机Ⅰ6和两个驱动电机Ⅱ9，所述驱动电机Ⅰ6和驱动电机Ⅱ9通过变频器与电源连接，所述驱动电机Ⅰ6安装于安装座2上端的电机座8上端面，所述电机座8上端面设有皮带张紧板 10且皮带张紧板10位于驱动电机Ⅰ6外侧，制有条形长孔13的两块电机板 11通过固定螺栓14分别安装于电机座8的两个侧壁上，且驱动电机Ⅱ9安装于电机板11上，所述电机板11侧壁上端固定有带螺孔的连接块15且设于皮带张紧板10上的张紧螺栓16与连接块15上的螺孔旋合，所述驱动电机Ⅰ6 和驱动电机Ⅱ9的输出轴上均设有主动带轮17且主动带轮17为双槽距带轮，根据待试验主轴箱的型号，选用安装有合适带轮的驱动电机与主轴连接，提高主动带轮17的通用型，减少主动带轮17的更换，所述主轴箱主轴上的从动带轮通过皮带与驱动电机Ⅱ9输出轴的主动带轮17连接，并通过调节张紧螺栓16和固定螺栓14调节驱动电机Ⅱ9位置后实现皮带的涨紧，或主轴箱主轴上的从动带轮通过皮带与驱动电机Ⅰ6输出轴的主动带轮17连接，从而适应对多种主轴箱的跑合试验；

具体的，所述温度检测装置为红外线温度传感器18且操作面板为液晶触屏12，所述控制器为PLC控制器且红外线温度传感器18、液晶触屏12以及变频器均与PLC控制器连接。

本技术方案针对硬件结构进行改造设计，针对机床厂家主轴多规格现实情况，设计双槽距带轮、三个驱动电机搭载的多规格试验台，可满足多种主轴箱体的跑合试验，每台试验台每工作日可完成至少2台主轴的跑合试验，检测效率高。

在本结构的基础上，可结合主轴自动跑合试验台的控制程序，实现对两套主轴箱的两个主轴两端的轴承温度通过4个可调节的红外线温度传感器18 实时监测，通过液晶触屏12实现对两个主轴分别进行跑合程序的编程与控制、跑合参数的设定，两个主轴的跑合操作是相互独立，PLC控制器依据设定的跑合程序和跑合参数，控制用于驱动两个主轴的驱动电机对应的变频器以编程的速度进行跑合运行，结合各个主轴两端轴承温度的实时监测值，当轴承温度达到设定的最大温度时，由PLC控制器控制变频器自动调节各个主轴的跑合速度，分阶段反复进行“一定速度下的运转→温升→温度稳定或降低→提高转速(温度超过设定→降速运行→温度稳定→提高速度)”操作，直至设定的最高转速符合各项设定要求；各个主轴的跑合过程自动完成，人机界面即液晶触屏12在跑合期间内每隔2分钟采集各个主轴两端的轴承温度及主轴速度，记录主轴跑合过程中的数据，形成历史数据表，此数据可输出保存到U 盘，在计算机上用微软的EXECL电子表格软件打开与打印，方便存档；另一方面在人机界面即液晶触屏12上可根据历史数据表显示各个主轴两端轴承的温度变化曲线，能直观的了解跑合过程中的问题与规律，主轴箱放置固定、皮带的安装、红外线温度传感器18位置的调整需人工完成，各主轴转速调整、检测、记录、输出均可自动完成，极大的减少了人工成本，提高主轴箱的装配效率，完成安装于主轴两端的轴承预紧量、润滑脂的填充量以及是否有泄漏、密封间隙、装配正确性等影响主轴转速与精度因素的动态检测；

上述主轴自动跑合试验台的控制程序如下：

通过上述控制程序，可实现主轴跑合试验的自动化完成，即主轴跑和参数的设定、主轴转速调整、温度检测、试验数据的自动记录、历史数据表的形成、试验结果的输出以及试验过程中数据的显示。

上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。

Claims (5)

1.自动化检测高速精密主轴的程控温升试验台，具有电箱支架(1)和设于电箱支架(1)一侧的安装座(2)，其特征在于：所述电箱支架(1)上端的安装平台(4)上设有压板组件(3)且主轴箱通过压板组件(3)固定于安装平台(4)上，所述电箱支架(1)上端设有可调式固定杆组(5)且可调式固定杆组(5)上设有位置可调并用于检测主轴箱中主轴端部轴承温度的温度检测装置，所述安装座(2)上设有驱动电机且驱动电机输出轴上的主动带轮(17)与安装于主轴箱主轴上的从动带轮通过皮带连接，所述驱动电机通过变频器与电源连接，所述电箱支架(1)一端部设有操控箱(7)且设于操控箱(7)内的控制器与温度检测装置、变频器和设于操控箱(7)上并用于主轴跑和参数设定以及跑和试验数据显示的操作面板连接。

2.根据权利要求1所述的自动化检测高速精密主轴的程控温升试验台，其特征在于：所述压板组件(3)包括四个压板(31)和两个定位板(32)，所述压板(31)为L形结构且压板(31)上板面制有条形孔(33)，锁紧螺栓(34)穿过条形孔(33)与设于安装平台(4)上对应的螺纹孔旋合后由四个压板(31)上端端部将主轴箱四角压紧固定于安装平台(4)上，两个所述定位板(32)设于与主轴轴向垂直方向的安装平台(4)上且定位板(32)位于两个压板(31)之间，所述定位板(32)通过螺栓固定于安装平台(4)上且定位板(32)上设有定位螺栓(35)，并通过调整定位螺栓(35)使其端部抵紧于主轴箱侧壁上。

3.根据权利要求1所述的自动化检测高速精密主轴的程控温升试验台，其特征在于：所述可调式固定杆组(5)包括两个连接杆(51)、两个竖杆(52)、两个横杆(53)和夹板座(54)，两个所述连接杆(51)位于电箱支架(1)上端端部外侧且连接杆(51)一端通过夹板座(54)位置可调式固连于电箱支架(1)上而连接杆(51)另一端与竖杆(52)下端通过两个固连为一体的夹板座(54)位置可调式连接，所述竖杆(52)上端和横杆(53)一端通过两个固连为一体的夹板座(54)位置可调式连接，而温度检测装置通过夹板座(54)位置可调式安装于横杆(53)上。

4.根据权利要求1或2或3所述的自动化检测高速精密主轴的程控温升试验台，其特征在于：所述驱动电机包括驱动电机Ⅰ(6)和驱动电机Ⅱ(9)且驱动电机Ⅰ(6)和驱动电机Ⅱ(9)通过变频器与电源连接，所述驱动电机Ⅰ(6)安装于安装座(2)上端的电机座(8)上端面，所述电机座(8)上端面设有皮带张紧板(10)且皮带张紧板(10)位于驱动电机Ⅰ(6)外侧，制有条形长孔(13)的电机板(11)通过固定螺栓(14)安装于电机座(8)侧壁上，且驱动电机Ⅱ(9)安装于电机板(11)上，所述电机板(11)侧壁上端固定有带螺孔的连接块(15)且设于皮带张紧板(10)上的张紧螺栓(16)与连接块(15)上的螺孔旋合，所述驱动电机Ⅰ(6)和驱动电机Ⅱ(9)的输出轴上均设有主动带轮(17)且主动带轮(17)为双槽距带轮，所述主轴箱主轴上的从动带轮通过皮带与驱动电机Ⅱ(9)输出轴的主动带轮(17)连接，并通过调节张紧螺栓(16)和固定螺栓(14)调节驱动电机Ⅱ(9)位置后实现皮带的涨紧，或主轴箱主轴上的从动带轮通过皮带与驱动电机Ⅰ(6)输出轴的主动带轮(17)连接。

5.根据权利要求4所述的自动化检测高速精密主轴的程控温升试验台，其特征在于：所述温度检测装置为红外线温度传感器(18)且操作面板为液晶触屏(12)，所述控制器为PLC控制器且红外线温度传感器(18)、液晶触屏(12)以及变频器均与PLC控制器连接。

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