CZ305589B6 - Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením - Google Patents
Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením Download PDFInfo
- Publication number
- CZ305589B6 CZ305589B6 CZ2014-728A CZ2014728A CZ305589B6 CZ 305589 B6 CZ305589 B6 CZ 305589B6 CZ 2014728 A CZ2014728 A CZ 2014728A CZ 305589 B6 CZ305589 B6 CZ 305589B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- measuring
- artifact
- spindle
- contact
- load
- Prior art date
Links
Landscapes
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením obsahuje měřicí zařízení (4) pro sledování posunutí vřetene a teplotní čidlo (5) a sestává ze zatěžovací části, části držáku měřicího artefaktu a měřicí 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 měřicího 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). Měřicí a vyhodnocovací část je složena z měřicího 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
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 měřicího tmu aje 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-analyzer-solutions/spindle-analyzer.htm [2] AUTOMATEDPRECISIONINC. SpindleAnalyzer. [online], 2014 Dostupné z: http:/www.apisensor.com/index.php/products-en/machine-tool-calibration-en/spindle-analyzer-en [3] OKUYAMA, Eiki, Nayu NOSAKA and Jun AOKI. Radial motion measurement of a highrevolution 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]. ISSN 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 měřicí zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod definovaným statickým zatížením podle vynálezu, sestávající ze zatěžovací části, části držáku měřicího 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 snímačem. Aktuátorem se rozumí část mechatronické soustavy (strojů kombinujících elektroniku a mechaniku), která převádí in- 1 CZ 305589 B6 formační část procesu na technickou. Kontaktní zatěžovací jednotky jsou rozmístěny kolem ložiska měřicího tmu. Část držáku měřicího artefaktu se skládá z rozhraní pro uchycení měřicího trnu 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. Měřicí a vyhodnocovací část je složena z měřicího zařízení pro sledování posunutí vřetene, kde toto měřicí 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 měřicího zařízení, na vřeteníku stroje nebo zavěšena volně v prostoru.
Zatěžovací část slouží k vyvození definované statické síly zatěžující držák měřicího 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 síla je regulována manuálně tenzometrickým snímačem na zatěžovací jednotce. Sílaje potom přenášena přes pohyblivý dotek na ložisko měřicího tmu.
Část držáku měřicího 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 měřicího 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 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 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 měřicí 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.
Měřicí 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 měřicí 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 měřicího trnu přes ložisko umístěné na měřicím tmu, 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 zatěžovací 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 měřicích zařízení a teplotních čidel.
-2CZ 305589 B6
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.
Příklad uskutečnění vynálezu
Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením (obr. 1) sestává ze zatěžovací části, části držáku měřicího artefaktu a měřicí 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. Sílaje potom přenášena přes pohyblivý dotek 7 na ložisko 2 měřicího tmu.
Kontaktní zatěžovací jednotky 6 jsou rozmístěny kolem ložiska 2 měřicího tmu. Část držáku měřicího artefaktu 3 se skládá z rozhraní I pro uchycení měřicího tmu a rozhraní 8 pro uchycení artefaktu 3, kde mezi rozhraním J_ pro uchycení měřicího tmu a rozhraním 8 pro 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 měřicího artefaktu 3 představuje rozhraní I 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 měřicího artefaktu.
Měřicí a vyhodnocovací část, sloužící pro měření přesnosti chodu vřetene za definovaných podmínek, je složena z měřicího zařízení 4, kde toto měřicí 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 měřicího 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, FY-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.
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 ze zatěžovací části, části držáku měřicího artefaktu a měřicí 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), měřicí a vyhodnocovací část je složena z měřicího 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, že 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 true CZ305589B6 (cs) | 2015-12-23 |
| CZ2014728A3 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) |
Citations (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 |
| CN102853978A (zh) * | 2012-09-11 | 2013-01-02 | 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 |
| CN103217349A (zh) * | 2013-04-03 | 2013-07-24 | 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
Patent Citations (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 |
| CN102853978A (zh) * | 2012-09-11 | 2013-01-02 | 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 |
| CN103217349A (zh) * | 2013-04-03 | 2013-07-24 | 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 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| (Experiences with the master axis method for measuring spindle error motions, Eric Marsha, Robert Grejda, Precision Engineering, Volume 24, Issue 1, January 2000, Pages 50-57, [on-line]:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141635999000276), 01.2000 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2014728A3 (cs) | 2015-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101505342B1 (ko) | 구름 저항 시험기에 구비된 다분력 검출기의 교정 방법 | |
| CZ2012696A3 (cs) | Zařízení pro únavové zkoušky ohybem | |
| RU188751U1 (ru) | Устройство для определения трибологических характеристик материалов | |
| Denkena et al. | Enabling an industrial robot for metal cutting operations | |
| CN102778345A (zh) | 一种模拟工况的主轴加载测试装置 | |
| 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 | |
| CN206002306U (zh) | 丝杠、导轨应用系统模拟工况实验台 | |
| CN106289768A (zh) | 丝杠、导轨应用系统模拟工况实验台 | |
| CN105643365A (zh) | 一种刀库及机械手综合性能检测方法及平台 | |
| CN205719522U (zh) | 一种电主轴静刚度测试装置 | |
| Liu et al. | A new method based on Fiber Bragg grating sensor for the milling force measurement | |
| CN106124199A (zh) | 精密减速器静态性能测试装置及其测试方法 | |
| CN206095616U (zh) | 一种主轴双向轴向力测量装置 | |
| CN105881099B (zh) | 用于确定机器参数的方法及测试组件 | |
| CN205879528U (zh) | 精密减速器静态性能测试装置 | |
| CN104385058B (zh) | 数控机床静刚度快速检测装置及方法 | |
| US20110083337A1 (en) | Apparatus for checking the accuracy of a circular path of a machine tool performed by a work spindle and/or a machine table | |
| CN108760275B (zh) | 刀具-刀柄-主轴系统结合部静刚度分析装置及分析方法 | |
| CZ305589B6 (cs) | Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením | |
| Denkena et al. | Process monitoring with a force sensitive axis-slide for machine tools | |
| CN211402009U (zh) | 一种旋转式机械摩擦界面原位信息获取装置 | |
| CZ28262U1 (cs) | Zařízení pro měření přesnosti chodu vřetene pod statickým zatížením | |
| CN109186898B (zh) | 一种静刚度测量装置及其测量方法 | |
| CN111044242A (zh) | 一种超精密飞切机床主轴与导轨刚度检测装置及检测方法 | |
| RU2729245C1 (ru) | Устройство для измерения линейных перемещений подвижного органа станка |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20221027 |