[發(fā)明專利]一種車床靜剛度測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610209968.4
• 申請(qǐng)日: 2016-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN105675329B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王繼偉;于艷;于文娟;呂寶君;匡軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M99/00
• 分類號(hào): G01M99/00
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 于正友

本發(fā)明涉及一種車床靜剛度測(cè)量裝置。其包括加載裝置、剛度儀、模擬刀具、載荷測(cè)量裝置、位移變量測(cè)量裝置和數(shù)據(jù)處理模塊，加載裝置安裝于剛度儀上，并對(duì)模擬刀具進(jìn)行加載；載荷測(cè)量裝置包括測(cè)力儀、三向力放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，測(cè)力儀安裝于模擬刀具上，并與三向力放大器連接，三向力放大器通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)處理模塊連接；位移變量測(cè)量裝置包括位移傳感器，位移傳感器分別位于床頭、刀架和尾座處，位移變量測(cè)量裝置與數(shù)據(jù)處理模塊相連；數(shù)據(jù)處理模塊計(jì)算并顯示靜剛度值和靜剛度曲線。通過載荷測(cè)量裝置和位移變量測(cè)量裝置測(cè)量不同載荷作用下不同位置的位移變化量，實(shí)現(xiàn)不同工況作用下車床靜剛度的測(cè)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種車床靜剛度測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

剛度是指材料或結(jié)構(gòu)在受力時(shí)抵抗彈性變形的能力。車床剛度是指車床上安裝刀具的部件與安裝工件的部件抵抗外力作用下產(chǎn)生變形的能力，它是評(píng)價(jià)車床工作性能的主要指標(biāo)之一。車床在不同狀態(tài)下所表現(xiàn)出的剛度是不相同的，在動(dòng)態(tài)下表現(xiàn)的剛度為動(dòng)態(tài)剛度，簡(jiǎn)稱動(dòng)剛度；在靜態(tài)下表現(xiàn)的剛度為靜態(tài)剛度，簡(jiǎn)稱靜剛度；車床靜剛度檢測(cè)裝置傳統(tǒng)的測(cè)量方法是，利用千分表、分別測(cè)出床頭、刀架、尾座三處的位移量，通過標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力環(huán)讀出測(cè)力環(huán)在床頭、刀架、尾座三處的數(shù)值，然后根據(jù)測(cè)力環(huán)的讀數(shù)對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)表經(jīng)計(jì)算確定外加載荷值；傳統(tǒng)測(cè)量方法需要人工讀數(shù)、計(jì)算、繪圖，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、測(cè)量誤差大，不能滿足精確測(cè)量車床靜剛度值需求；因此，設(shè)計(jì)一種自動(dòng)化程度較高、測(cè)量精度高的車床靜剛度測(cè)量裝置，是目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決上述問題，提供了一種車床靜剛度測(cè)量裝置，其通過載荷測(cè)量裝置和位移變量測(cè)量裝置測(cè)量不同載荷作用下不同位置的位移變化量，實(shí)現(xiàn)不同工況作用下車床靜剛度的測(cè)定，其采用的技術(shù)方案如下：

一種車床靜剛度測(cè)量裝置，其包括加載裝置、剛度儀、模擬刀具、載荷測(cè)量裝置、位移變量測(cè)量裝置和數(shù)據(jù)處理模塊，

所述加載裝置安裝于剛度儀上，其通過扳手轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿的方式對(duì)模擬刀具進(jìn)行加載載荷，且加載載荷的方向由剛度儀控制；

所述載荷測(cè)量裝置包括測(cè)力儀、三向力放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述測(cè)力儀安裝于模擬刀具上，所述測(cè)力儀檢測(cè)模擬刀具的受力F，并將該力F分解為F_x、F_y、F_z，且將F_x、F_y、F_z三個(gè)分力分別轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，所述電壓信號(hào)通過三向力放大器傳輸至模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)處理模塊相連；

所述位移變量測(cè)量裝置包括若干個(gè)位移傳感器，所述位移傳感器分別位于床頭、刀架和尾座處，所述位移傳感器將其測(cè)量的位移量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊；優(yōu)選的，還包括集線器，其設(shè)置于位移變量測(cè)量裝置與數(shù)據(jù)處理模塊的連線上，其輸入端為并行口，輸出端為串行口且與數(shù)據(jù)處理模塊連接；

所述數(shù)據(jù)處理模塊通過對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳遞的信號(hào)和位移傳感器傳遞的信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算并顯示靜剛度值和靜剛度曲線；

所述位移變量測(cè)量裝置還包括用于監(jiān)測(cè)位移傳感器工作的測(cè)微儀，其與位移傳感器并聯(lián)，并通過集線器與數(shù)據(jù)處理模塊連接。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述集線器與數(shù)據(jù)處理模塊的連接接口為USB接口。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述三向力放大器為四通道動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述測(cè)力儀包括測(cè)力傳感器，所述測(cè)力傳感器采用電阻應(yīng)變片式。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述位移傳感器與集線器的連接線包括時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線，所述位移傳感器的信號(hào)輸出頻率為每秒5次至每秒12次。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述剛度儀分為單向剛度儀或三向剛度儀。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述數(shù)據(jù)處理模塊通過以下步驟處理：