CN211147563U

CN211147563U - 一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置

Info

Publication number: CN211147563U
Application number: CN201922185731.9U
Authority: CN
Inventors: 苏娜; 王小雨; 刘炳杰
Original assignee: INNER MONGOLIA ELECTRONIC INFORMATION VOCATIONAL TECHNICAL COLLEGE
Current assignee: INNER MONGOLIA ELECTRONIC INFORMATION VOCATIONAL TECHNICAL COLLEGE
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2020-07-31
Anticipated expiration: 2029-12-09

Abstract

本实用新型公开了一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置，包括底座、左支板、支架、固定架，所述左支板竖直设于底座左侧，其特征在于：所述支架水平设置与左支板上端固定连接；所述支架右侧可拆卸的设置有用于固定涡流传感器探头的固定架；所述底座设有可将转动轴正对探头的定位装置；所述涡流传感器与检测系统电性连接；所述支架上端面设有用于固定涡流传感器导线的线卡；本装置通过可拆卸的支架与固定架，方便涡流传感器的更换；读数有较好的线性度；导线的抖动或任意的加长或缩短均会导致产生测量误差，相较于传统千分表的测量记录方式，本装置采集结果更加准确，同时方便记录。

Description

一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置

技术领域

本实用新型涉及转动轴跳动量检测领域，具体涉及一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置。

背景技术

机械位移量是机械物体在一定方向上的位置变动，在机械运动中回转轴线偏离理想位置出现偏差，对此偏差需要测量其位移量进行指标评判，径向跳动量是位移量的表现形式，旋转主轴径向跳动位移量的测量已不仅仅是一种检测，更重要的是，通过对测量结果的处理与分析，可以找出影响加工质量的原因以及加工系统中的薄弱环节，并提出改进意见，为精密加工旋转主轴的设计提供相关理论依据。

旋转主轴径向跳动量的测量有两种测量方式，一种为接触式测量，另一种为非接触式测量；接触式测量采用，需采用非接触测量千分尺抵住轴径的固定位置，主轴转动一周，回转一周时,由位置固定的指示表在给定方向上测得的最大与最小示值之差；非接触式测量一般采用涡流传感器，其特点是精度较高，但是目前的涡流传感器与支架之间为固定连接，不方便更换。

通常，当被测体表面为平面时，以正对探头中心线的点为中心，被测面直径应大于探头头部直径的1.5倍以上；当被测体为圆轴且探头中心线与轴心线正交时，一般要求被测轴直径为探头头部直径的3倍以上，否则传感器的灵敏度会下降，被测体表面越小，灵敏度下降越多；实验测试，当被测体表面大小与探头头部直径相同，其灵敏度会下降到72%左右；所以测量不同直径的旋转轴，当旋转轴的直径小于涡流传感器探头头部直径的3倍时；需要更换探头头部直径更小的涡流传感器来提高灵敏度。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置，本装置通过可拆卸的支架与固定架，方便涡流传感器的更换。

本实用新型采用的技术方案如下：一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置,包括底座、左支板、支架、固定架，所述左支板竖直设于底座左侧，所述支架水平设置与左支板上端固定连接；所述支架右侧可拆卸的设置有用于固定涡流传感器探头的固定架；所述底座设有可将转动轴正对探头的定位装置；所述涡流传感器与检测系统电性连接。

优选的，所述支架上端面设有用于固定涡流传感器导线的线卡。

具体的，所述定位装置包括两个竖直设置的V字支撑块；所述V字支撑块的槽底中心正对固定涡流传感器探头中心。

具体的，所述定位装置包括固定柱、右支板、滑轨；所述滑轨平行设置于底座的上表面，滑轨的滑动块与安装板固定连接；所述安装板右侧开设有第二螺纹孔；第二螺纹孔内配合安装有螺栓；所述螺栓下表面固定有与底座平行的制动板；所述安装板左侧上端竖直设有与左支板相对应的右支板；固定柱通过轴承与左支板固定，所述固定柱的轴线正对涡流传感器的探头；固定柱接近右支板一端设有锥形槽；所述右支板上与固定柱相对应位置设有安装孔；所述安装孔内设有转轴，所述转轴右侧设有手轮，转轴左侧设有三转卡盘。

优选的，所述固定架包括固定环、活动固定块、调节杆；所述固定环为八边形环状结构，固定环右侧设置有第一螺纹孔；所述活动固定块设于固定环之内，活动固定块前后两侧与固定环前后两侧壁的内侧壁贴合，所述活动固定块右侧设有通孔；所述调节杆为螺纹结构，调节杆右侧设有第一旋钮，调节杆左侧设有第一挡片和第二挡片；所述调节杆与第一螺纹孔螺纹配合后左端穿过通孔，第一挡片位于通孔左侧、第二挡片位于通孔右侧；所述固定环的左侧插槽，支架右端设有与插槽相配合的插头。

作为优化，所述插槽的槽底设有第一磁铁；插头上与第一磁铁相对应位置设有第二磁铁；所述第一磁铁、第二磁铁磁极相反。

进一步，所述固定环前后两侧壁的内侧壁设有滑槽，所述活动固定块前后两侧与滑槽相配合的凸柱。

具体的，所述检测系统包括上位机、下位机；所述上位机为虚拟仪器LabVIEW，用于将下位机采集的信号以预定的形式显现；所述下位机用于将采集涡流传感器采集来的信号以预定的形式显现。

进一步，所述下位机包括CPU、信号调理单元、AD转换电路、报警模块、显示模块和电源模块；所述涡流传感器通过信号调理单元、AD转换电路与CPU电性连接；所述显示模块和报警模块分别与CPU电性连接；所述电源模块分别与CPU和涡流传感器的电源端电性连接；所述CPU通过隔离器与上位机连接。

具体的，所述CPU选用STC8F2K08S2单片机；显示模块选JLX12864G-6504液晶显示屏；所述涡流传感器为HZ-891YT型号涡流传感器，所述报警模块选用声光报警器；所述隔离器选用RS-485隔离器。

本实用新型的有益效果在于：

1. 当旋转轴的直径小于涡流传感器探头头部直径的3倍时；需要更换探头头部直径更小的涡流传感器来提高灵敏度，本装置通过可拆卸的支架与固定架，方便涡流传感器的更换；

2. 涡流传感器的导线卡于支架上端面的线卡上，探头被固定后，探头的导线也应牢固，其读数才有较好的线性度；导线的抖动或任意的加长或缩短均会导致产生测量误差；

3.相较于传统千分表的测量记录方式，本装置采集结果更加准确，同时方便记录。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为线卡位置示意图。

图3为插槽、插头示意图一。

图4为插槽、插头示意图二。

图5为第一挡片、第二挡片位置示意图。

图6为通孔位置示意图。

图7为定位装置位置示意图。

图8为上位机、下位机示意框图。

图9为报警模块电路示意图。

图10为信号调理单元电路示意图。

图11为固定柱结构示意图。

图12为固定柱剖面示意图。

图13为右支板结构示意图。

图14为制动板结构示意图。

图15为转轴、手轮、三转卡盘连接示意图。

图中：底座1、左支板2、支架3、固定架4、涡流传感器5、V字支撑块6、固定环7、活动固定块8、调节杆9、通孔10、第一旋钮11、第一螺纹孔12、第一挡片13、第二挡片14、滑槽15、凸柱16、线卡17、插槽18、插头19、第一磁铁20、第二磁铁21、定位装置22、上位机23、下位机24、CPU25、信号调理单元26、AD转换电路27、报警模块28、显示模块29、电源模块30、隔离器31、固定柱32、右支板33、滑轨34、第二螺纹孔35、螺栓36、制动板37、安装板38、锥形槽39、安装孔40、转轴41、手轮42、三转卡盘43。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍，以下所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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；此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置,包括底座1、左支板2、支架3、固定架4，所述左支板2竖直焊接于底座1左侧，所述支架3水平设置，左支板2上端焊接；所述支架3右侧可拆卸的设置有用于固定涡流传感器5探头的固定架4；所述固定架4包括固定环7、活动固定块8、调节杆9；所述固定环7为八边形环状结构，固定环7右侧开设有第一螺纹孔12；所述活动固定块8设于固定环7之内，活动固定块8前后两侧与固定环7前后两侧壁的内侧壁贴合，所述活动固定块8右侧设有通孔10；所述调节杆9为螺纹结构，调节杆9右侧设有第一旋钮11，调节杆9左侧设有第一挡片13和第二挡片14；所述调节杆9与第一螺纹孔12螺纹配合后左端穿过通孔10，第一挡片13位于通孔10左侧、第二挡片14位于通孔10右侧；所述固定环7前后两侧壁的内侧壁设有滑槽15，所述活动固定块8前后两侧与滑槽15相配合的凸柱16；通过转动第一旋钮11将固定架4与涡流传感器5的探头固定；所述支架3上端面设有用于固定涡流传感5器导线的线卡17；涡流传感器5的探头被固定后，涡流传感器5的导线也应牢固，其读数才有较好的线性度；导线的抖动或任意的加长或缩短均会导致产生测量误差；所述固定环7的左侧插槽18，支架3右端设有与插槽18相配合的插头19；当旋转轴的直径小于涡流传感器5探头头部直径的3倍时；需要更换探头头部直径更小的涡流传感器5来提高灵敏度，本装置通过可拆卸的支架3与固定架4，方便涡流传感器5的更换；所述插槽18的槽底设有第一磁铁20；插头19上与第一磁铁20相对应位置设有第二磁铁21；所述第一磁铁20、第二磁铁21磁极相反；通过磁吸式连接的，更加的快捷方便；所述底座1设有可将转动轴正对探头的定位装置22；所述涡流传感器5与检测系统电性连接；具体的，所述检测系统包括上位机23、下位机24；所述上位机23为虚拟仪器LabVIEW，用于将下位机14采集的信号以预定的形式显现；通过虚拟仪器LabVIEW对测量结果的处理与分析，可以找出影响加工质量的原因以及加工系统中的薄弱环节，并提出改进意见，为精密加工旋转主轴的设计提供相关理论依据；所述下位机24用于将采集涡流传感器5采集来的信号以预定的形式显现；所述下位机24包括CPU25、信号调理单元26、AD转换电路27、报警模块28、显示模块29和电源模块30；所述涡流传感器5通过信号调理单元26、AD转换电路27与CPU25电性连接；所述显示模块29和报警模块30分别与CPU25电性连接；所述电源模块30分别与CPU215和涡流传感器5的电源端电性连接；所述CPU25通过隔离器31与上位机23连接；所述CPU25选用STC8F2K08S2单片机；显示模块29选用JLX12864G-6504液晶显示屏；所述涡流传感器为HZ-891YT型号涡流传感器，所述报警模块28选用声光报警器；当件检测到的最大量与最小量的差值大于预设差值，声光报警器30便进行报警；所述隔离器31选用RS-485隔离器；采用MODBUS-RTU协议通过VISA串口与上位机进行实时通讯，配置好串口地址、从机地址、功能地址、字节数、发送数据、CRC校验码，与上位机实时进行信息交互。

信号调理单元26是把来自涡流传感器5的模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出和其他目的的数字信号，然后经AD转换电路27传递给CPU25；涡流传感器5输出是相当小的电压、电流或变化，因此在变换为数字数据之前必须进行调理；自涡流传感器5传递的信号，经低功耗放大器AD627抑制桥式传感器上产生的共模电压干扰，仅放大所需的差分电桥电压，后经LM358双通道放大器，其中一路配置位同向放大器，将AD转换单元提供的基准电压经放大后用于驱动电桥传感器电桥S1，另一路用于基准电压缓存器，反相输入端的反馈使得反相输入电压等于同相输入电压，从而确保桥式电路上的电压驱动保持恒定的电压。

实施例一，所述定位装置22包括两个竖直设置的V字支撑块6；所述V字支撑块6的槽底中心正对固定涡流传感器5探头中心；将转动轴放置于两个V字支撑块6上；转动轴的一端抵住左支板2，手动旋转转动轴的另一端；涡流传感器5即可检测并传递信号给CPU25。

实施例二，所述定位装置22包括固定柱32、右支板33、滑轨34；所述滑轨34平行设置于底座1的上表面，滑轨34的滑动块与安装板38固定连接；所述安装板38右侧开设有第二螺纹孔35；第二螺纹孔35内配合安装有螺栓36；所述螺栓36下表面焊接有与底座1平行的制动板37；所述安装板35左侧上端竖直设有与左支板2相对应的右支板33；固定柱32通过轴承与左支板2固定，所述固定柱32的轴线正对涡流传感器5的探头；固定柱32接近右支板33一端设有锥形槽39；所述右支板33上与固定柱32相对应位置设有安装孔40；所述安装孔40内设有转轴41，所述转轴41右侧设有手轮42，转轴41左侧设有三转卡盘43；转动轴一端通过三转卡盘43固定，由于滑轨34的作用，推动右支板33使转动轴一端卡入锥形槽39中；通过螺栓36使制动板37抵住底座1固定；转动手轮42，涡流传感器5即可检测并传递信号给CPU25。

尽管参照前述实例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行和修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置,包括底座、左支板、支架、固定架，所述左支板竖直设于底座左侧，其特征在于：所述支架水平设置与左支板上端固定连接；所述支架右侧可拆卸的设置有用于固定涡流传感器探头的固定架；所述底座设有可将转动轴正对探头的定位装置；所述涡流传感器与检测系统电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置，其特征在于：所述支架上端面设有用于固定涡流传感器导线的线卡。

3.根据权利要求2所述的一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置，其特征在于：所述定位装置包括两个竖直设置的V字支撑块；所述V字支撑块的槽底中心正对固定涡流传感器探头中心。

4.根据权利要求2所述的一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置，其特征在于：所述定位装置包括固定柱、右支板、滑轨；所述滑轨平行设置于底座的上表面，滑轨的滑动块与安装板固定连接；所述安装板右侧开设有第二螺纹孔；第二螺纹孔内配合安装有螺栓；所述螺栓下表面固定有与底座平行的制动板；所述安装板左侧上端竖直设有与左支板相对应的右支板；固定柱通过轴承与左支板固定，所述固定柱的轴线正对涡流传感器的探头；固定柱接近右支板一端设有锥形槽；所述右支板上与固定柱相对应位置设有安装孔；所述安装孔内设有转轴，所述转轴右侧设有手轮，转轴左侧设有三转卡盘。

5.根据权利要求3-4任一项所述的一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置，其特征在于：所述固定架包括固定环、活动固定块、调节杆；所述固定环为八边形环状结构，固定环右侧设置有第一螺纹孔；所述活动固定块设于固定环之内，活动固定块前后两侧与固定环前后两侧壁的内侧壁贴合，所述活动固定块右侧设有通孔；所述调节杆为螺纹结构，调节杆右侧设有第一旋钮，调节杆左侧设有第一挡片和第二挡片；所述调节杆与第一螺纹孔螺纹配合后左端穿过通孔，第一挡片位于通孔左侧、第二挡片位于通孔右侧；所述固定环的左侧插槽，支架右端设有与插槽相配合的插头。

6.根据权利要求5所述的一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置，其特征在于：所述插槽的槽底设有第一磁铁；插头上与第一磁铁相对应位置设有第二磁铁；所述第一磁铁、第二磁铁磁极相反。

7.根据权利要求6所述的一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置，其特征在于：所述固定环前后两侧壁的内侧壁设有滑槽，所述活动固定块前后两侧与滑槽相配合的凸柱。

8.根据权利要求7所述的一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置，其特征在于：所述检测系统包括上位机、下位机；所述上位机为虚拟仪器LabVIEW，用于将下位机采集的信号以预定的形式显现；所述下位机用于将采集涡流传感器采集来的信号以预定的形式显现。

9.根据权利要求8所述的一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置，其特征在于：所述下位机包括CPU、信号调理单元、AD转换电路、显示模块、报警模块和电源模块；所述涡流传感器通过信号调理单元、AD转换电路与CPU电性连接；所述显示模块和报警模块分别与CPU电性连接；所述电源模块分别与CPU和涡流传感器的电源端电性连接；所述CPU通过隔离器与上位机连接。

10.根据权利要求9所述的一种基于虚拟仪器的轴跳动量检测装置，其特征在于：所述CPU选用STC8F2K08S2单片机；显示模块选用JLX12864G-6504液晶显示屏；所述涡流传感器为HZ-891YT型号涡流传感器，所述报警模块选用声光报警器；所述隔离器选用RS-485隔离器。