[發明專利]一種具有激光測振功能的數控機床主軸刀柄及測振方法

有效

• 申請號: 201710328386.2
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107116374B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 李暉;李泓碩;李家偉;王昕陽;王國秋;劉有為
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B23Q3/00
• 分類號: B23Q3/00;B23Q17/24
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 俞魯江

為測量測量機床各個部位的振動及主軸內部的振動，本發明公開一種具有激光測振功能的數控機床主軸刀柄及測振方法，包括可垂直及水平方向旋轉的下反射塊，中反射塊通過入射孔的螺紋及外部螺母固定；中反射塊的反射面位于入射孔前方；所述中部框架上方為外殼，所述外殼的上方設置可調整角度的上反射塊；通過調整激光的入射和反射角度，可以將激光反射到要測量的部位以及主軸內部，實現了主軸免拆卸的精度測量，且適用于現在大多數主流的數控機床主軸孔，本發明填補了現在數控機床主軸免拆卸測量的空白。

技術領域

本發明涉及光纖激光測振領域，具體涉及一種用于測量數控機床各個部位振動以及主軸內部振動的一種具有激光測振功能的刀柄。

技術背景

數控機床是制造業的工作母機，以數控機床為代表的先進裝備制造業是衡量國家工業現代化的重要標志之一。隨著我國工業技術的發展、生產規模擴大以及市場對數控機床加工成品精度要求的不斷提高，作為加工各種機械設備的工業母機—數控機床，其相應的精度要求也在逐步的提高。然而，高檔數控機床振動及控制一直是世界各國機床業面臨的重要難題之一。振動不僅會阻礙機床加工效率的提高，影響加工精度，而且還有可能在已加工表面上留下振紋，增大零件表面粗糙度，加劇金屬表面層的冷硬化，振動還會使刀具的耐用度急劇下降，甚至導致刀刃的崩壞。

主軸作為數控機床的核心部件，其動態性能直接影響到機床的加工精度，然而現有的主軸振動測量方式，主要通過電渦流位移傳感器或加速度傳感器等來實現，在測振精度和測試頻率范圍都受到不同程度的影響，特別是上述測振方式都無法測試主軸系統的內部振動，無法幫助工程師有效排除、解決主軸系統內部部件，如拉刀機構、主軸軸承、編碼器的振動故障。另外，現有的針對數控機床各個部位的振動測試方案，一般都需要人工不斷地調整測點位置，導致測試效率低下，特別是對于大尺寸的龍門數控機床，還需借助梯子、吊車等輔助設備進行加速度傳感器或電渦流位移傳感器的測點布置，對操作人員存在潛在的安全隱患。在中國制造2025以及我國大力發展裝備制造業的背景之下，數控機床生產企業和質監部門迫切需要一種能夠實現精密測量、便攜性高、通用性強的具有激光測振功能的數控機床主軸刀柄。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種具有激光測振功能的數控機床主軸刀柄及其測振方法。

本發明的技術方案是：

一種具有激光測振功能的數控機床主軸刀柄，包括方向旋鈕內設置的下反射塊，所述下反射塊固定在旋轉軸上，旋轉軸的外側設置角度旋鈕；方向旋鈕的上方設置刻度盤；方向旋鈕通過大軸承與中部框架轉動連接；所述中部框架徑向設置可拆卸的中反射塊，所述中反射塊通過入射孔的螺紋及外部螺母固定；中反射塊的反射面位于入射孔前方；所述中部框架上方為外殼，所述外殼的上方設置上反射塊；所述上反射塊的一端與反射架軸接；上反射塊的背部設置滑槽，滑桿一端插入所述滑槽內，另外一端與穿過反射架的角度調整桿軸接；所述角度調整桿的下端與固定在方向旋鈕上的錐度旋鈕螺紋連接；所述反射架還與高度調整桿的上端固定，高度調整桿的下端設置齒條，所述齒條與設置在方向旋鈕上的齒輪嚙合，所述齒輪與高度旋鈕同軸固定；所述方向旋鈕下端設置固定塊。

所述外殼包括上下連接的兩部分，上部分的錐度為1：10，下部分的錐度為7：24。

本發明進一步公開了所述的數控機床主軸刀柄的測振方法，測量機床各個部位的振動時包括以下步驟：

步驟1：將刀柄裝上數控機床的主軸孔；將中反射塊裝進激光入射孔處，并用螺母將其固定住；

步驟2：將激光發射器裝到入射孔的螺紋處；

步驟3：通過調整方向旋鈕將激光反射到所需要的方位；

步驟4：通過調整角度旋鈕使下反射塊旋轉，將激光反射到需要測量的位置；

步驟5：記錄下各個旋鈕上的刻度，方便下次進行同個部位的測量；