一種電主軸性能測(cè)試臺(tái)架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)床部件的性能測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域,具體是一種電主軸性能測(cè)試臺(tái)架。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代加工向高速化的迅速發(fā)展,對(duì)機(jī)床主軸的要求越來(lái)越高,電主軸(又稱內(nèi)裝式主軸單元)具有結(jié)構(gòu)緊湊、高速、高精度的特點(diǎn),已成為高速加工機(jī)床的重要功能部件之一,因其轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘十萬(wàn)轉(zhuǎn)以上,對(duì)電主軸的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等性能參數(shù)的測(cè)試難度大。
[0003]目前,電主軸性能參數(shù)檢測(cè)是將電主軸直接與測(cè)功機(jī)連接進(jìn)行測(cè)量,但現(xiàn)有測(cè)功機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為30000rpm,所以難以滿足高速電主軸的測(cè)量要求。高速測(cè)量的數(shù)據(jù)采集可通過(guò)光電耦合檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn),但為了保證電主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行平穩(wěn),被測(cè)電主軸、加載電主軸和光電檢測(cè)裝置的彈性軸必須嚴(yán)格對(duì)中,因此,要求電主軸性能測(cè)試臺(tái)架具有同軸度高精度調(diào)整的功能,現(xiàn)雖有“一種電主軸性能測(cè)試臺(tái)(CN201110140866.9) ”的測(cè)試臺(tái)架,但該臺(tái)架只能進(jìn)行三維調(diào)整,若被測(cè)電主軸與加載電主軸的軸線不平行,則無(wú)法調(diào)整,且其調(diào)整精度受到滑道間隙的制約,難以滿足高速測(cè)試的同軸度要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種采用光電檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、由加載電主軸對(duì)被測(cè)電主軸施加載荷,實(shí)時(shí)檢測(cè)被測(cè)電主軸性能參數(shù)的測(cè)試臺(tái)架。
[0005]本發(fā)明的目的是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:該電主軸性能測(cè)試臺(tái)架,用于電主軸性能參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè);它包括一個(gè)水平放置的安裝底座,在安裝底座上的兩端分別固定有二個(gè)支座組件,被測(cè)電主軸和加載電主軸的兩端分別由支座組件上固結(jié)的三爪卡盤(pán)夾持;光電檢測(cè)裝置固定在安裝底座上的中間,光電檢測(cè)裝置的彈性軸兩端分別與被測(cè)電主軸和加載電主軸的輸出軸聯(lián)接,并使加載電主軸、彈性軸和被測(cè)電主軸的回轉(zhuǎn)軸線在同一軸線上;所述被測(cè)電主軸通過(guò)變頻裝置控制試驗(yàn)檢測(cè)轉(zhuǎn)速;所述加載電主軸通過(guò)能量回饋裝置控制載荷大小,以適應(yīng)被測(cè)電主軸不同轉(zhuǎn)速測(cè)試的載荷要求;所述光電檢測(cè)裝置根據(jù)光電耦合技術(shù),實(shí)時(shí)采集其彈性軸的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù),通過(guò)測(cè)量電路的處理,得出被測(cè)電主軸的實(shí)時(shí)性能參數(shù)。
[0006]具體的,所述支座組件包括一個(gè)固定于安裝底座上的方框形的支座,四個(gè)楔形塊將一個(gè)外縱截面和外橫截面均為平行四邊形的浮動(dòng)架夾持在支座的方框內(nèi),浮動(dòng)架的四個(gè)側(cè)面均為與楔形塊斜面配合的斜面;所述支座的方框內(nèi)壁四個(gè)面上均設(shè)有一個(gè)縱向?qū)虿?,所述楔形塊的平面上設(shè)有與導(dǎo)向槽配合的凸起滑塊;所述楔形塊內(nèi)設(shè)縱向螺孔,通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘將楔形塊固定于支座內(nèi);所述三爪卡盤(pán)通過(guò)螺釘固定于浮動(dòng)架的外側(cè)端面上。
[0007]本發(fā)明上述安裝底座給安裝其上的設(shè)備提供精準(zhǔn)的平面基準(zhǔn);上述三爪卡盤(pán),是具有高精度、自定心的電主軸夾持裝置。浮動(dòng)架與三爪卡盤(pán)用螺釘固結(jié);楔形塊、調(diào)節(jié)螺釘與支座組成螺旋機(jī)構(gòu),轉(zhuǎn)動(dòng)支座組件中對(duì)稱位置的調(diào)節(jié)螺釘,則楔形塊作直線運(yùn)動(dòng),且對(duì)稱位置的兩個(gè)楔形塊的斜面分別脫開(kāi)和擠壓浮動(dòng)架相對(duì)應(yīng)斜面,迫使浮動(dòng)架上、下(或左、右)移動(dòng)。通過(guò)四個(gè)支座組件調(diào)節(jié)螺釘?shù)呐浜限D(zhuǎn)動(dòng),可對(duì)電主軸進(jìn)行五自由度調(diào)整,以滿足被測(cè)電主軸、加載電主軸和光電檢測(cè)裝置彈性軸的同軸度要求。因此,本發(fā)明結(jié)構(gòu)雖簡(jiǎn)單,卻能方便地調(diào)節(jié)被測(cè)電主軸、加載電主軸和光電檢測(cè)裝置彈性軸的同軸度,滿足高速測(cè)試的同軸度要求。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)主視圖。
[0009]圖2是圖1的俯視圖。
[0010]圖3是圖1中楔形塊的左視圖。
[0011]圖4是圖3的側(cè)面剖視圖。
[0012]圖5是圖1中浮動(dòng)架的主視圖。
[0013]圖6是圖5的左視圖。
[0014]圖7是圖1中支座的左視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0016]參見(jiàn)圖1、圖2,本實(shí)施例包括水平放置的安裝底座1,在安裝底座I上的兩端分別固定有二個(gè)支座組件10,被測(cè)電主軸9和加載電主軸3的兩端分別由支座組件10上固結(jié)的三爪卡盤(pán)2夾持;光電檢測(cè)裝置4固定在安裝底座I上的中間,光電檢測(cè)裝置4的彈性軸兩端分別與被測(cè)電主軸9和加載電主軸3的輸出軸聯(lián)接,并使加載電主軸3、彈性軸和被測(cè)電主軸9的回轉(zhuǎn)軸線在同一軸線上;被測(cè)電主軸9通過(guò)變頻裝置控制試驗(yàn)檢測(cè)轉(zhuǎn)速;加載電主軸3通過(guò)能量回饋裝置控制載荷大小,以適應(yīng)被測(cè)電主軸不同轉(zhuǎn)速測(cè)試的載荷要求;光電檢測(cè)裝置4根據(jù)光電耦合技術(shù),實(shí)時(shí)采集其彈性軸的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù),通過(guò)測(cè)量電路的處理,得出被測(cè)電主軸9的實(shí)時(shí)性能參數(shù)。
[0017]同時(shí)參見(jiàn)圖3至圖7,支座組件10包括固定于安裝底座I上的方框形的支座7,四個(gè)楔形塊6將外縱截面和外橫截面均為平行四邊形的浮動(dòng)架5夾持在支座7的方框內(nèi),浮動(dòng)架5的四個(gè)側(cè)面均為與楔形塊6斜面配合的斜面;支座7的方框內(nèi)壁四個(gè)面上均設(shè)有一個(gè)縱向?qū)虿?1,楔形塊6的平面上設(shè)有與導(dǎo)向槽配合的凸起滑塊61 ;楔形塊6內(nèi)設(shè)縱向螺孔62,通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘8將楔形塊6固定于支座7內(nèi);三爪卡盤(pán)2通過(guò)螺釘固定于浮動(dòng)架5 (如圖5所示)的左側(cè)端面上。
[0018]本發(fā)明的工作原理是:
[0019]在安裝底座I上固定帶有三爪卡盤(pán)2的四個(gè)支座組件10,將加載電主軸3和被測(cè)電主軸9分別固定在相應(yīng)的二組支座組件10的三爪卡盤(pán)2上,并用光電檢測(cè)裝置4的彈性軸將加載電主軸3和被測(cè)電主軸9的輸出軸連接在一起。
[0020]當(dāng)加載電主軸3與被測(cè)電主軸9的回轉(zhuǎn)軸線不平行時(shí),通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)加載電主軸3(或被測(cè)電主軸9) 一端支座組件10中對(duì)稱位置的二個(gè)調(diào)節(jié)螺釘8,布置在支座7對(duì)稱位置的二個(gè)楔形塊6沿支座7的導(dǎo)向槽71同向運(yùn)行,由于對(duì)稱位置的二個(gè)楔形塊6斜面方向相反,所以同向運(yùn)行的二個(gè)楔形塊6的斜面分別擠壓和脫開(kāi)浮動(dòng)架5對(duì)稱位置的斜面,迫使浮動(dòng)架5向脫開(kāi)浮動(dòng)架5的楔形塊6側(cè)移動(dòng),改變加載電主軸3 (或被測(cè)電主軸9)回轉(zhuǎn)軸線的方向。當(dāng)確定加載電主軸3 (或被測(cè)電主軸9)的回轉(zhuǎn)軸線為X軸時(shí),通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)加載電主軸3(或被測(cè)電主軸9) 一端支座組件10的上、下對(duì)稱位置(或左、右對(duì)稱位置)的二個(gè)調(diào)節(jié)螺釘8,可以使得加載電主軸3 (或被測(cè)電主軸9)回轉(zhuǎn)軸線繞Y軸(或Z軸)轉(zhuǎn)動(dòng),使加載電主軸3與被測(cè)電主軸9的回轉(zhuǎn)軸線達(dá)到平行狀態(tài)。
[0021]當(dāng)加載電主軸3與被測(cè)電主軸9的回轉(zhuǎn)軸線平行但不在同一直線上時(shí),通過(guò)同步轉(zhuǎn)動(dòng)加載電主軸3 (或被測(cè)電主軸9)兩端支座組件10中對(duì)稱位置的二個(gè)調(diào)節(jié)螺釘8,布置在支座7對(duì)稱位置的二個(gè)楔形塊6沿支座7的導(dǎo)向槽71同向運(yùn)行,由于對(duì)稱位置的二個(gè)楔形塊6斜面方向相反,所以同向運(yùn)行的二個(gè)楔形塊6的斜面分別擠壓和脫開(kāi)浮動(dòng)架5對(duì)稱位置的斜面,迫使浮動(dòng)架5向脫開(kāi)浮動(dòng)架5的楔形塊6側(cè)移動(dòng)。因?yàn)榧虞d電主軸3 (或被測(cè)電主軸9)兩端支座組件10是同步轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的調(diào)節(jié)螺釘8,那么加載電主軸3 (或被測(cè)電主軸9)的兩端同步上、下(或左、右)橫向移動(dòng),所以,只改變加載電主軸3(或被測(cè)電主軸9)回轉(zhuǎn)軸線的位置,不改變其方向。
[0022]當(dāng)加載電主軸3與被測(cè)電主軸9的回轉(zhuǎn)軸線滿足同軸度要求,但需要在X軸方向微幅調(diào)整加載電主軸3與被測(cè)電主軸9的相對(duì)位置時(shí)(大幅調(diào)整則需改變?nèi)ūP(pán)2對(duì)電主軸的裝夾位置),通過(guò)配合轉(zhuǎn)動(dòng)加載電主軸3 (或被測(cè)電主軸9)兩端支座組件10的8個(gè)調(diào)節(jié)螺釘,使同一斜面方向擠壓浮動(dòng)架5的所有楔形塊6后退,另一斜面方向的所有楔形塊6前進(jìn),可以使兩端支座組件10的浮動(dòng)架5沿X方向移動(dòng),以達(dá)到調(diào)整加載電主軸3與被測(cè)電主軸9在X軸方向的相對(duì)位置。
[0023]因此,本發(fā)明一種電主軸性能測(cè)試臺(tái)架可以在五個(gè)自由度上調(diào)整被測(cè)電主軸9、加載電主軸3和光電檢測(cè)裝置4彈性軸的同軸度。通過(guò)分別對(duì)被測(cè)電主軸9和加載電主軸3的速度、載荷的控制、光電檢測(cè)裝置4和相應(yīng)測(cè)量電路的處理,可得到被測(cè)電主軸9的實(shí)時(shí)性能參數(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電主軸性能測(cè)試臺(tái)架,用于電主軸性能參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè);其特征在于:它包括一個(gè)水平放置的安裝底座,在安裝底座上的兩端分別固定有二個(gè)支座組件,被測(cè)電主軸和加載電主軸的兩端分別由支座組件上固結(jié)的三爪卡盤(pán)夾持;光電檢測(cè)裝置固定在安裝底座上的中間,光電檢測(cè)裝置的彈性軸兩端分別與被測(cè)電主軸和加載電主軸的輸出軸聯(lián)接,并使加載電主軸、彈性軸和被測(cè)電主軸的回轉(zhuǎn)軸線在同一軸線上;所述被測(cè)電主軸通過(guò)變頻裝置控制試驗(yàn)檢測(cè)轉(zhuǎn)速;所述加載電主軸通過(guò)能量回饋裝置控制載荷大小,以適應(yīng)被測(cè)電主軸不同轉(zhuǎn)速測(cè)試的載荷要求;所述光電檢測(cè)裝置根據(jù)光電耦合技術(shù),實(shí)時(shí)采集其彈性軸的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù),通過(guò)測(cè)量電路的處理,得出被測(cè)電主軸的實(shí)時(shí)性能參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電主軸性能測(cè)試臺(tái)架,其特征在于:所述支座組件包括一個(gè)固定于安裝底座上的方框形的支座,四個(gè)楔形塊將一個(gè)外縱截面和外橫截面均為平行四邊形的浮動(dòng)架夾持在支座的方框內(nèi),浮動(dòng)架的四個(gè)側(cè)面均為與楔形塊斜面配合的斜面;所述支座的方框內(nèi)壁四個(gè)面上均設(shè)有一個(gè)縱向?qū)虿?,所述楔形塊的平面上設(shè)有與導(dǎo)向槽配合的凸起滑塊;所述楔形塊內(nèi)設(shè)縱向螺孔,通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘將楔形塊固定于支座內(nèi);所述三爪卡盤(pán)通過(guò)螺釘固定于浮動(dòng)架的外側(cè)端面上。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于機(jī)床部件的性能測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種電主軸性能測(cè)試臺(tái)架。本發(fā)明包括一個(gè)水平放置的安裝底座,在安裝底座上的兩端分別固定有二個(gè)支座組件,被測(cè)電主軸和加載電主軸的兩端分別由支座組件上固結(jié)的三爪卡盤(pán)夾持;光電檢測(cè)裝置固定在安裝底座上的中間,光電檢測(cè)裝置的彈性軸兩端分別與被測(cè)電主軸和加載電主軸的輸出軸聯(lián)接,并使加載電主軸、彈性軸和被測(cè)電主軸的回轉(zhuǎn)軸線在同一軸線上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能方便地調(diào)節(jié)被測(cè)電主軸、加載電主軸和光電檢測(cè)裝置彈性軸的同軸度,滿足高速測(cè)試的同軸度要求。
【IPC分類(lèi)】G01M13-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104614176
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510081816
【發(fā)明人】雷先明, 陳國(guó)新, 余以道
【申請(qǐng)人】邵陽(yáng)學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年2月15日