CZ2014728A3 - Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením - Google Patents
Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2014728A3 CZ2014728A3 CZ2014-728A CZ2014728A CZ2014728A3 CZ 2014728 A3 CZ2014728 A3 CZ 2014728A3 CZ 2014728 A CZ2014728 A CZ 2014728A CZ 2014728 A3 CZ2014728 A3 CZ 2014728A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- measuring
- artifact
- spindle
- bearing
- load
- Prior art date
Links
Abstract
Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením obsahuje měřící zařízení (4) pro sledování posunutí vřetene a teplotní čidlo (5) a sestává ze zatěžovací části, části držáku měřícího artefaktu a měřící a vyhodnocovací části vyhodnocující posunutí ve spodní části měřicího zařízení. Zatěžovací část tvoří nejméně jedna kontaktní zatěžovací jednotka (6), přičemž každá kontaktní zatěžovací jednotka (6) obsahuje pohyblivý dotek (7) pevně spojený s lineárním aktuátorem (6.1) zatěžovací jednotky a ložiskem (2) měřicího trnu uchyceného pod místem zatěžování. Lineární aktuátor (6.1) je pevně spojený s tenzometrickým snímačem (6.2) kontaktní zatěžovací jednotky (6). Část držáku měřícího artefaktu se skládá z rozhraní (1) pro uchycení měřicího trnu a rozhraní pro uchycení artefaktu (8), kde mezi rozhraním (1) pro uchycení měřicího trnu a rozhraním (8) pro uchycení artefaktu se nachází ložisko (2) měřicího trnu, přičemž je toto ložisko (2) spojeno pohyblivými doteky (7) s kontaktními zatěžovacími jednotkami (6), obklopujícími toto ložisko (2). Měřící a vyhodnocovací část je složena z měřícího zařízení (4) pro sledování posunutí vřetene, umístěného mezi artefaktem (3) a kontaktní zatěžovací jednotkou (6), volitelně spojeného s artefaktem (3) a alespoň jednoho teplotního čidla (5). Lineární aktuátor (6.1) zatěžovací jednotky (6) je mechanický, elektromechanický, pneumatický nebo hydraulický.
Description
Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení pro měření geometrické přesnosti chodu staticky zatíženého vřetene, sestávající ze zatěžovací části, části držáku měřicího artefaktu a měřicí a vyhodnocovací části. Zatížení má působiště v přední části měřícího tmu a je na tm přenášeno pomocí ložiska.
Dosavadní stav techniky
U vřeten výrobních strojů je velice důležité sledovat výslednou geometrickou přesnost chodu vřetene výrobního stroje pod statickým zatížením (radiální a axiální házení, naklopení vřetene kolem os X a Y) v závislosti na otáčkách vřetene.
Současný trh nabízí řešení měření přesnosti chodu vřetene za pomocí velmi přesných referenčních artefaktů s bezkontaktními kapacitními snímači [1][2][3]. Pro měření posunutí jsou dále používány laserové systémy, popřípadě se používá zatěžování ve spodní části artefaktu s dynamickým buzením [4].
Dosud však nebylo možné provádět komplexní měření přesnosti chodu vřetene zahrnující možnosti plynulé změny statického zatížení, otáček, teploty na velikosti posunutí artefaktu. Na trhu v současné době není k dispozici žádné zařízení, které by umožňovalo zatěžovat a současně vyhodnocovat geometrickou přesnost chodu vřetene stroje.
Reference:
[1] IBSPRECISIONENGINEERING. SPINDLE ANALYZER, [online], 2014 Dostupné z: http://www.ibspe.com/category/machine-tool-inspection-and-analyzersolutions/spindle-analyzer.htm [2] AUTOMATEDPRECISIONINC. SpindleAnalyzer. [online], 2014 Dostupné z: http://www.apisensor.com/index.php/products-en/machine-tool-calibration-en/spindleanalyzer-en [3] 0KUYAMA, Eiki, Nayu NOSAKA and Jun Α0ΚΙ. Radial motion measurement of a high-revolution spindle motor. Measurement [online]. January 2007, ro?. 40, ?. 1, s. 64-74. [vid. 2. October 2014], ISSN 02632241. doi 10.1016/j.measurement.2006.04.004. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263224106000704.
[4] MATSUBARA, Atsushi, Taku YAMAZAKI and Shinya IKENAGA. Non-contact measurement of spindle stiffness by using magnetic loading device. International Journal of Machine Tools and Manufacture [online]. August 2013, ro?. 71, s. 20-25. [vid. 17. September 2014]. 1SSN 08906955. doi 10.1016/j.ijmachtools.2013.04.003. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0890695513000552.
Podstata vynálezu
Výše uvedený nedostatek řeší měřící zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod definovaným statickým zatížením podle vynálezu, sestávající ze zatěžovací části, části držáku měřícího artefaktu a měřicí a vyhodnocovací části. Součástí zatěžovací části je nejméně jedna kontaktní zatěžovací jednotka, dle požadavků zatížení, přičemž každá kontaktní zatěžovací jednotka obsahuje pohyblivý dotek pevně spojený s lineárním válcem zatěžovací jednotky a ložiskem měřicího tmu, kde lineární aktuátor je pevně spojený s tenzometrickým snímačemjAktuátorem se rozumí část mechatronické soustavy (strojů kombinujících elektroniku a mechaniku), která převádí informační část procesu na technickou. Kontaktní zatěžovací jednotky jsou rozmístěny kolem ložiska měřicího trnu. Část držáku měřícího artefaktu se skládá z rozhraní pro uchycení měřicího tmu a rozhraní pro uchycení artefaktu, kde mezi rozhraním pro uchycení měřicího tmu a rozhraním pro uchycení artefaktu se nachází ložisko měřicího tmu. Toto ložisko je spojeno pohyblivými doteky s kontaktními zatěžovacími jednotkami, obklopujícími toto ložisko. Měřící a vyhodnocovací část je složena z měřícího zařízení pro sledování posunutí vřetene, kde toto měřící zařízení je umístěno mezi artefaktem a kontaktní zatěžovací jednotkou, volitelně spojeno s artefaktem a alespoň jednoho teplotního Čidla. Teplotní čidla mohou být umístěna na stojanu snímačů měřícího zařízení, na vřeteníku stroje nebo zavěšena volně v prostoru.
Zatěžovací část slouží k vyvození definované statické síly zatěžující držák měřícího artefaktu. Testovat je možné jednoosé zatížení až po prostorové, kde jsou zapotřebí alespoň tři zatěžovací jednotky. Zatěžovací jednotky jsou rozmístěny kolem ložiskové části tak, aby co nejvíce odpovídaly typu zatížení, např. prostorovému zatížení. Lineární aktuátor zatěžovací jednotky je výhodně mechanický, elektromechanický, pneumatický nebo hydraulický člen pro vyvození zatěžující síly. Vyvozená sílaje regulována manuálně tenzometrickým snímačem na zatěžovací jednotce. Sílaje potom přenášena přes pohyblivý dotek na ložisko měřícího tmu.
Část držáku měřícího artefaktu představuje rozhraní sloužící k uchycení měřicího tmu do vřetene stroje. Tato část se skládá z koncového kužele (rozhraní) pro uchycení měřicího tmu se zakončením např. SK, HSK, Capto, ISO, atd. a rozhraní pro uchycení měřícího artefaktu, sloužící k přesnému uchycení a zapolohování příslušného měřicího artefaktu. Mezi rozhraním k uchycení měřicího tmu a rozhraním pro uchycení měřicího artefaktu se nachází ložisko měřicího tmu. Celek s ložiskem je částí pro přenos silového zatížení; definovaných statických sil vyvozených zatěžovaci částí na vřeteno stroje vyvozující sledované chyby nástroji. Část držáku slouží pro přenos definované statické síly na vřeteno stroje a současně k přesnému uchycení měřicího artefaktu.
Tato část je navržena tak, aby byla schopna přenášet požadované zatížení při maximálním možném rozsahu otáček sledovaného vřetene. Část pro přenos silového zatížení je umístěna nad upínacím trnem artefaktu, čímž se zpřístupní prostor pro měřící skupinu zařízení.
Velikost a tvar příslušného artefaktu závisí na charakteru měření. Může se jednat o artefakt typu měřicí válec, nebo jednu či více kulových ploch, atd. Uchycení artefaktu je možné sledovat parametry chyb ve všech osách bez omezení délky artefaktu.
Měřící a vyhodnocovací část slouží pro měření přesnosti chodu vřetene za definovaných podmínek. Je složena z jednoho a více měřicích zařízení pro sledování posunutí vřetene a alespoň jednoho teplotního čidla pro měření teploty vzduchu. Jako měřicího zařízení může být využito kontaktní nebo bezkontaktní měřící zařízení, které bude vyhovovat požadavkům přesnosti chodu vřetene. Druh a počet použitých teplotních čidel závisí na použitém měřicím zařízení. Teplotní čidla je možné umístit dle dostupnosti na vybraných místech stroje.
Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením v horní části měřícího tmu přes ložisko umístěné na měřícím trnu, poskytuje možnost využít celou spodní Část stroje pro měření chyb chodu vřetene a dále poskytuje dostatečný prostor pro umístění zatěžovacích jednotek. Další výhodou tohoto typu zatěžování je možnost vyvození velkých rozsahů silového zatížení s možností sledování posunutí samotné zatěžovaci jednotky dalším délkovým měřicím zařízením.
Zařízení podle vynálezu umožňuje vyhodnocení geometrické chyby vřetene výrobního stroje (radiální a axiální házení, naklopení vřetene kolem os X a Y) v závislosti na otáčkách vřetene a statickém jedno- či víceosém zatížení. Je také možné sledovat změnu geometrické přesnosti chodu vřetene výrobního stroje v závislosti na teplotě vřeteníku, související s velikostí statického jedno- či víceosého zatížení a také plynule měnit zatěžovací podmínky v průběhu měření geometrické přesnosti chodu vřetene s použitím konvenčních měřících zařízení a teplotních čidel.
Vyvozením definovaného statického zatížení je možné sledovat nejen měnící se výslednou přesnost chodu vřetene, ale také sledovat teplotní zatížení na vřetení a vřeteníku v závislosti na měnících se otáčkách při různých provozních režimech. Tyto informace potom slouží k popisu chování vřetene výrobního stroje.
Objasnění výkresů
Obr. 1 : Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením se dvěma zatěžovacími jednotkami: pohled zepředu a shora.
y o š n i
Příklad provedení vynálezu
Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením (obr. 1) sestává ze zatěžovací části, části držáku měřícího artefaktu a měřící a vyhodnocovací Části. Součástí zatěžovací části jsou dvě kontaktní zatěžovací jednotky 6, přičemž každá kontaktní zatěžovací jednotka 6 obsahuje pohyblivý dotek 7 pevně spojený s lineárním válcem 6.1 zatěžovací jednotky 6, přičemž lineární aktuátor 6.1 je pevně spojený s tenzometrickým snímačem 6.2. Lineární aktuátor 6.1 slouží k vyvození zatěžující síly a zajišťuje nastavení požadované velikosti síly. Vyvozená sílaje regulovatelná na základě informací z tenzometrického snímače
6.2 umístěného na zatěžovací jednotce 6. Síla je potom přenášena přes pohyblivý dotek 7 na ložisko 2 měřícího trnu.
Kontaktní zatěžovací jednotky 6 jsou rozmístěny kolem ložiska 2 měřicího tmu. Část držáku měřícího artefaktu 3 se skládá z rozhraní 1 pro uchycení měřicího tmu a rozhraní 8 pro uchycení artefaktu 3, kde mezi rozhraním 1 pro uchycení měřicího trnu a rozhraním 8pro uchycení artefaktu 3 se nachází ložisko 2 měřicího tmu. Toto ložisko 2 je spojeno pohyblivými doteky 7 s kontaktními zatěžovacími jednotkami 6, obklopujícími ložisko 2. Část držáku měřícího artefaktu 3 představuje rozhraní 1 sloužící k uchycení měřicího trnu do vřetene stroje.
Celek s ložiskem 2 je částí pro přenos silového zatížení; definovaných statických sil vyvozených zatěžovací částí na vřeteno stroje vyvozující sledované chyby na stroji. Část držáku slouží pro přenos definované statické síly na vřeteno stroje a současně k přesnému uchycení měřícího artefaktu.
Měřicí a vyhodnocovací část, sloužící pro měření přesnosti chodu vřetene za definovaných podmínek, je složena z měřicího zařízení 4, kde toto měřící zařízení 4 je umístěno mezi artefaktem 3 a kontaktní zatěžovací jednotkou 6, bezkontaktně spojeno s artefaktem 3 a třech teplotních čidel 5, umístěných na stojanu snímačů měřícího zařízení 4 pro sledování posunutí. Pomocí zařízení je možné získat průběh zatěžovací síly F, změnu teploty T a posunutí v osách X,Y, Z (F-X-T, F-Y-T, F-Z-T).
požadované velikosti síly pomocí dvou lineárních válců 6.2 a 6.4, spojených přívodem
6.3 příslušného média. Pomocí šroubu 6.1 vzdáleného ovládání 6 je vyvozena síla na lineární válec 6.2 vzdáleného ovládání, která je přenesena přes přívod 6.3 příslušného média na lineární válec 6.4 zatěžovací jednotky. Vyvozená síla je regulována manuálně tenzometrickým snímačem 6.5 umístěným na zatěžovací jednotce 8. Síla je potom přenášena přes pohyblivý dotek 7 na ložisko 2 měřícího tmu.
Kontaktní zatěžovací jednotky 8 jsou rozmístěny kolem ložiska 2 měřicího tmu. Část držáku měřícího artefaktu 3 se skládá z rozhraní 1 pro uchycení měřicího tmu a rozhraní 9 pro uchycení artefaktu 3, kde mezi rozhraním f pro uchycení měřicího tmu a rozhraním 9 pro uchycení artefaktu 3 se nachází ložisko 2 měřicího tmu. Toto ložisko 2 je spojeno pohyblivými doteky 7 s kontaktními zatěžovacími jednotkami 8, obklopujícími ložisko 2. Část držáku měřícího artefaktu 3 představuje rozhraní j_ sloužící k uchycení měřicího tmu do vřetene stroje.
Celek s ložiskem 2 je částí pro přenos silového zatížení; definovaných statických sil vyvozených zatěžovací částí na vřeteno stroje vyvozující sledované chyby na stroji. Část držáku slouží pro přenos definované statické síly na vřeteno stroje a současně k přesnému uchycení měřícího artefaktu.
Měřící a vyhodnocovací část, sloužící pro měření přesnosti , chodu vřetene za definovaných podmínek, je složena z měřícího zařízení 4, kde toto měřící zařízení 4 je umístěno mezi artefaktem 3 a kontaktní zatěžovací jednotkou 8, bezkontaktně spojeno s artefaktem 3 a třech teplotních čidel 5, umístěných na stojanu snímačů měřícího zařízení (4) pro sledování posunutí. Pomocí zařízení je možné získat průběh zatěžovací síly F, změnu teploty T a posunutí v osách X,Y, Z (F-X-T, F-Y-T, F-Z-T).
Průmyslová využitelnost
Měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením pomocí zařízení podle vynálezu může přinést výrobcům i uživatelům výrobních zařízení informace o chování vřetene a vřeteníku stroje za podmínek blížící se reálnému provozu. Z provedených měření mohou být odhalena slabá místa vřeteníků strojů vedoucí k dalším zlepšením v konstrukci, popř. volbě pracovního režimu stroje.
Seznam vztahových značek
- rozhraní pro uchycení měřicího tmu do vřetene
- ložisko měřicího tmu
- artefakt
- měřicí zařízení pro sledování posunutí vřetene
- teplotní čidlo
- kontaktní zatěžovací jednotka
6.1 - lineární aktuátor zatěžovací jednotky
6.2 - tenzometrický snímač
- pohyblivý dotek zatěžovací jednotky
- rozhraní pro uchycení artefaktu
- stůl měřeného stroje
Claims (2)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením obsahující měřicí zařízení (4) pro sledování posunutí vřetene a teplotní čidlo (5), vyznačující se tím, že sestává zezatěžovací části, části držáku měřícího artefaktu a měřící a vyhodnocovací části vyhodnocující posunutí ve spodní části měřicího zařízení, kde zatěžovací část tvoří nejméně jedna kontaktní zatěžovací jednotka (6), přičemž každá kontaktní zatěžovací jednotka (6) obsahuje pohyblivý dotek (7) pevně spojený s lineárním aktuátorem (6.1) zatěžovací jednotky a ložiskem (2) měřicího tmu uchyceného pod místem zatěžování, přičemž lineární aktuátor (6.1) je pevně spojený s tenzometrickým snímačem (6.2) kontaktní zatěžovací jednotky (6), část držáku měřicího artefaktu se skládá z rozhraní (1) pro uchycení měřicího tmu a rozhraní pro uchycení artefaktu (8), kde mezi rozhraním (1) pro uchycení měřicího tmu a rozhraním (8) pro uchycení artefaktu se nachází ložisko (2) měřicího tmu, přičemž je toto ložisko (2) spojeno pohyblivými doteky (7) s kontaktními zatěžovacími jednotkami (6), obklopujícími toto ložisko (2), měřící a vyhodnocovací část je složena z měřícího zařízení (4) pro sledování posunutí vřetene, umístěného mezi artefaktem (3) a kontaktní zatěžovací jednotkou (6), volitelně spojeného s artefaktem (3) a alespoň jednoho teplotního čidla (5).
- 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, žc lineární aktuátor (6.1) zatěžovací jednotky (6) je mechanický, elektromechanický, pneumatický nebo hydraulický.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-728A CZ2014728A3 (cs) | 2014-10-27 | 2014-10-27 | Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-728A CZ2014728A3 (cs) | 2014-10-27 | 2014-10-27 | Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ305589B6 CZ305589B6 (cs) | 2015-12-23 |
| CZ2014728A3 true CZ2014728A3 (cs) | 2015-12-23 |
Family
ID=54883663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-728A CZ2014728A3 (cs) | 2014-10-27 | 2014-10-27 | Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2014728A3 (cs) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000202737A (ja) * | 1999-01-13 | 2000-07-25 | Toshiba Mach Co Ltd | 空気静圧スピンドルの運転中の静剛性および動圧効果測定装置 |
| CN201130095Y (zh) * | 2007-12-06 | 2008-10-08 | 上海大学 | 径向滑动轴承试验台 |
| CN102853978B (zh) * | 2012-09-11 | 2015-06-03 | 北京航空航天大学 | 一种机床三维静刚度加载试验装置及试验方法 |
| CN102944417A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-02-27 | 上海三一精机有限公司 | 一种机床主轴静刚度的测试平台及方法 |
| CN103217349B (zh) * | 2013-04-03 | 2016-06-29 | 西安交通大学 | 一种基于三向电磁力加载的高速电主轴动静刚度测试装置及方法 |
-
2014
- 2014-10-27 CZ CZ2014-728A patent/CZ2014728A3/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ305589B6 (cs) | 2015-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10078026B2 (en) | Multi-component force-torque sensing device with reduced cross-talk for twist-compression testing machine | |
| CN103419088A (zh) | 一种数控机床切削力模拟加载装置及方法 | |
| RU188751U1 (ru) | Устройство для определения трибологических характеристик материалов | |
| CN104568424A (zh) | 载荷力方向自平衡的加载装置及力方向自控的数控刀架静刚度测试平台 | |
| CZ2012696A3 (cs) | Zařízení pro únavové zkoušky ohybem | |
| US20160236313A1 (en) | Method and test assembly for determining machine parameters | |
| CZ2014728A3 (cs) | Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením | |
| Denkena et al. | Process monitoring with a force sensitive axis-slide for machine tools | |
| Gebhardt et al. | Thermally caused location errors of rotary axes of 5-axis machine tools | |
| CN202661035U (zh) | 阀体直径测量装置 | |
| CZ28262U1 (cs) | Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením | |
| IT202000011857A1 (it) | Apparecchiatura per l’azzeramento, la taratura e la misurazione di strumenti di misura | |
| CN101262979A (zh) | 调整刀具在刀具夹中的安装深度的方法和装置 | |
| CN109186898B (zh) | 一种静刚度测量装置及其测量方法 | |
| Stoup et al. | Measuring step gauges using the NIST M48 CMM | |
| CN207456361U (zh) | 一种快速检测角度检具 | |
| CN202974166U (zh) | 同轴度误差成组检验夹具 | |
| US6725735B2 (en) | Method and device for testing machine tool | |
| RU2729245C1 (ru) | Устройство для измерения линейных перемещений подвижного органа станка | |
| CN202032986U (zh) | 一种内球面直径检具 | |
| CN102476324A (zh) | 一种测量表架 | |
| Holub et al. | Analysis of machine tool spindles under load | |
| KNOBLOCH et al. | ERROR MOTION ANALYSIS OF MACHINE SPINDLE UNDER LOAD. | |
| Jankowski et al. | Testing of the delay time of wireless communication of CNC machine tools’ probes and controller | |
| Wozniak et al. | 3D characteristics of triggering force of CNC machine tool probe |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20221027 |