CN213657788U - 一种基于混合四点法的轴系测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种基于混合四点法的轴系测量装置包括：电机、导轨机构、滑动架、固定架和4个位移传感器；导轨机构包括两根平行的导轨，滑动架跨设在两根导轨上可沿导轨移动，固定架安装在滑动架顶部，固定架上设有圆弧形的通孔；电机的输出轴与待测轴的一端连接，待测轴的另一端穿设在通孔中；第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器安装在固定架上且位于第一平面上，第一平面与待测轴的轴线垂直；第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器的探针位于通孔内且位于与待测轴同心的同一圆周上，第四位移传感器安装在固定架上，第四位移传感器的探针和第一位移传感器的探针位于与待测轴的轴线平行的直线上。

Description

一种基于混合四点法的轴系测量装置

技术领域

本实用新型属于精密轴系测试技术以及在线测量装备检测技术领域，具体涉及一种基于混合四点法的轴系测量装置。

背景技术

精密旋转轴系作为高精度机床的核心，其运行状态直接影响着机械加工的精度，研究精密旋转轴系首先要对它的空间运动状态有清晰的认识和描述，对于机床而言，机床转轴的偏差会对加工精度产生重要影响，它将直接决定加工零件的外形形状以及粗糙度等因素。因此，回转精度对精密旋转轴系的运行具有直接影响，对精密轴系回转误差进行精确的测量和准确提取是十分重要的研究手段。在国标规定的众多形位误差检测项目中，圆柱形工件的圆柱度误差的检测是非常重要的组成部分，目前我国测量圆柱度主要使用的仪器是圆度仪、三坐标测量机等，这些精密测量仪器成本比较昂贵，对测量环境要求很高，并且难以满足在线测量需求。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于混合四点法的轴系测量装置，其结构简单，对测量环境要求低，可满足在线测量的需要。

本实用新型的一种基于混合四点法的轴系测量装置，包括：电机、导轨机构、滑动架、固定架、第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器和第四位移传感器；所述导轨机构包括两根平行的导轨，所述滑动架跨设在两根导轨上可沿导轨移动，所述固定架安装在滑动架顶部，固定架上设有圆弧形的通孔；所述电机驱动待测轴旋转，待测轴的一端穿设在通孔中；所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器安装在固定架上且位于第一平面上，所述第一平面与待测轴的轴线垂直；第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器的探针位于通孔内且位于与待测轴同心的同一圆周上，所述第四位移传感器安装在固定架上，第四位移传感器的探针和第一位移传感器的探针位于与待测轴的轴线平行的直线上。

在本实用新型的基于混合四点法的轴系测量装置中，所述电机为电主轴的主轴电机，电主轴的主轴由内装式的主轴电机驱动旋转，电主轴的主轴通过连接杆与待测轴相连接。

在本实用新型的基于混合四点法的轴系测量装置中，所述固定架上设有4个传感器定位孔，第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器和第四位移传感器设置在相应的传感器定位孔内，并通过止动螺丝固定。

在本实用新型的基于混合四点法的轴系测量装置中，所述第一位移传感器与第二位移传感器之间夹角为60°，第一位移传感器与第三位移传感器之间夹角为120°，4个位移传感器位于待测轴表面25μm以内的距离。

在本实用新型的基于混合四点法的轴系测量装置中，所述导轨上设有刻度线。

本实用新型的一种基于混合四点法的轴系测量装置，由电主轴通过连接杆与待测轴相连并驱动待测轴旋转，能够保证在线测量；滑动架沿导轨Z向每次移动固定距离，以实现每个截面数据的测量；第一位移传感器与第二位移传感器之间夹角为60°，第一位移传感器与第三位移传感器之间夹角为120°，这是取自三点法最佳测量角度范围，以减少误差分离过程中的谐波失真情况。采用该测量装置采集的测量数据能够准确实现精密回转轴系的在线重构。

附图说明

图1是本实用新型的实施例的基于混合四点法的轴系测量装置的示意图；

图2是本实用新型的实施例的基于混合四点法的轴系测量装置的俯视图；

图3是4个位移传感器的安装示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的一种基于混合四点法的轴系测量装置，包括：电机、导轨机构、滑动架9、固定架8、第一位移传感器1、第二位移传感器2、第三位移传感器3和第四位移传感器4。所述导轨机构包括两根平行的导轨10，所述滑动架9跨设在两根导轨10上可沿导轨10移动，所述固定架8安装在滑动架9顶部，固定架8上设有圆弧形的通孔。所述电机驱动待测轴旋转，待测轴5的一端穿设在通孔中。所述第一位移传感器1、第二位移传感器2和第三位移传感器3安装在固定架8上且位于第一平面上，所述第一平面与待测轴的轴线垂直；第一位移传感器1、第二位移传感器2和第三位移传感器3的探针位于通孔内且位于与待测轴同心的同一圆周上，所述第四位移传感器4安装在固定架8上，第四位移传感器8的探针和第一位移传感1器的探针位于与待测轴的轴线平行的直线上。所述导轨10上设有刻度线。

如图3所示，具体实施时，所述固定架上设有4个传感器定位孔，第一位移传感器1、第二位移传感器2、第三位移传感器3和第四位移传感器4设置在相应的传感器定位孔内，并通过止动螺丝11固定。所述第一位移传感器1与第二位移传感器2之间夹角为60°，第一位移传感器1与第三位移传感器3之间夹角为120°，4个位移传感器位于待测轴表面25μm以内的距离。

本实施例中以电主轴7的回转轴系为例，所述电机为电主轴7的主轴电机，电主轴7的主轴由内装式的主轴电机驱动旋转。由于电主轴的回转轴系结构复杂，无法直接对回转轴进行测量。本实施例中通过设置连接杆6分别连接电主轴的主轴和待测轴5，通过对待测轴5进行在线重构，检测电主轴的主轴的圆度误差。

固定架8在滑动架9的支撑下可以沿导轨10在Z向移动。电主轴7通过连接杆6与待测轴5相连并驱动待测轴5旋转。导轨10与待测轴5轴向平行。测量开始时，固定架8在滑动架9的支撑下沿导轨10Z向移动至连接杆6轴端处，使固定架8位于第一测位，且滑动架9沿着Z方向每次移动距离为d。具体实施中，基于混合四点法的轴系廓形在线重构方法，通过截面三点圆度误差分离法获取各截面的圆度误差，轴向两点法萃取两截面圆中心的相对变化量，并将各截面圆中心进行拟合作为重构圆柱的基准轴线，解决了因一阶谐波抑制无法萃取截面圆中心变化量的问题，将各截面的圆度误差以拟合的中线为基准轴线组合，实现从单个截面圆度变化到整个圆柱廓形变化的创新。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的思想，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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 (5)

1.一种基于混合四点法的轴系测量装置，其特征在于，包括：电机、导轨机构、滑动架、固定架、第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器和第四位移传感器；所述导轨机构包括两根平行的导轨，所述滑动架跨设在两根导轨上可沿导轨移动，所述固定架安装在滑动架顶部，固定架上设有圆弧形的通孔；所述电机驱动待测轴旋转，待测轴的一端穿设在通孔中；所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器安装在固定架上且位于第一平面上，所述第一平面与待测轴的轴线垂直；第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器的探针位于通孔内且位于与待测轴同心的同一圆周上，所述第四位移传感器安装在固定架上，第四位移传感器的探针和第一位移传感器的探针位于与待测轴的轴线平行的直线上。

2.如权利要求1所述的基于混合四点法的轴系测量装置，其特征在于，所述电机为电主轴的主轴电机，电主轴的主轴由内装式的主轴电机驱动旋转，电主轴的主轴通过连接杆与待测轴相连接。

3.如权利要求1所述的基于混合四点法的轴系测量装置，其特征在于，所述固定架上设有4个传感器定位孔，第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器和第四位移传感器设置在相应的传感器定位孔内，并通过止动螺丝固定。

4.如权利要求1所述的基于混合四点法的轴系测量装置，其特征在于，所述第一位移传感器与第二位移传感器之间夹角为60°，第一位移传感器与第三位移传感器之间夹角为120°，4个位移传感器位于待测轴表面25μm以内的距离。

5.如权利要求1所述的基于混合四点法的轴系测量装置，其特征在于，所述导轨上设有刻度线。

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