[實用新型]一種用于機床主軸溫升變化與熱變形的在線測試裝置

有效

• 申請號: 201720462385.2
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN206804300U
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 楊澤青;韓靖;楊偉東;劉麗冰;王軍偉;彭凱;張俊峰;張艷蕊;李莉;張玉佩;李媛媛;成玉飛;陳英姝;譚飏;范敏;李增強;張炳寅
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02;G01D21/02;G05B19/05
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 李濟群,王瑞

技術領域

本實用新型涉及機床主軸性能測試領域，具體是一種用于機床主軸溫升變化與熱變形的在線測試裝置。

背景技術

機床熱誤差是指在加工過程中機床部件由于受到摩擦熱、切削熱和環境溫度等因素的影響形成的非均勻溫度場，致使各個部件發生不同程度的熱變形，這將引起工件和刀具之間產生相對位移，對工件加工精度產生影響。文獻表明，熱誤差占機床總誤差的40％～70％左右，一般熱誤差模型中包含機床溫度敏感點的溫升和熱變形。主軸系統作為機床的關鍵部件之一，由于受軸承摩擦熱、電動機發熱及切削熱的影響產生熱誤差，其熱誤差嚴重影響著機床整體的加工精度，所以如何在實際加工過程中準確、快速、高效地獲得機床主軸熱誤差，提高機床的加工精度具有重要意義。

目前對機床熱誤差的測試中，主要利用貼片式溫度傳感器測量機床溫度敏感點的溫度，利用電感式或者電渦流傳感器測量機床的熱變形。

申請號201511020629.3公開了一種精密數控機床熱誤差測量及溫度補償系統，該熱誤差測量系統包括若干電感式位移傳感器和若干溫度傳感器，每個電感式位移傳感器和每個溫度傳感器均通過磁吸附件吸附在數控機床上，該熱誤差測量系統通過溫度傳感器和電感式位移傳感器獲取機床各位置的實際熱位移量和溫度差。但是該系統利用溫度傳感器測量機床各位置的溫度，忽略了在實際測量中傳感器布線繁瑣、安裝固定比較困難。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型擬解決的技術問題是，提供一種用于機床主軸溫升變化與熱變形的在線測試裝置。該測試裝置利用熱像儀代替溫度傳感器測量主軸溫度敏感點的溫度數據，解決了在實際測量中溫度傳感器數目較多、布線繁瑣、安裝困難的問題；用PLC代替數據采集卡控制電渦流傳感器采集熱變形數據，PLC與數據采集卡相比實時處理能力強、實時響應度快。

本實用新型解決所述技術問題的技術方案是，提供一種用于機床主軸溫升變化與熱變形的在線測試裝置，其特征在于該測試裝置包括熱像儀、電渦流傳感器、傳感器信號調理器、PLC、PLC模擬量單元、計算機和支架；所述支架放置于水平面上，位于主軸的正前方；所述熱像儀安裝在支架上，用于采集主軸上的溫度敏感點的溫度信號；所述主軸前端安裝有三個電渦流傳感器；其中兩個電渦流傳感器分別安裝在主軸前端的兩個徑向位置，兩個電渦流傳感器相互垂直；另一個電渦流傳感器安裝在主軸前端的軸向位置；三個電渦流傳感器的探頭都朝向主軸的前端面，0＜電渦流傳感器的探頭距離主軸前端面的距離＜1mm；所述電渦流傳感器的輸出端與傳感器信號調理器的輸入端連接；所述傳感器信號調理器的輸出端與PLC模擬量單元連接，PLC模擬量單元用于接收傳感器信號調理器的熱變形信號；所述PLC模擬量單元安裝在PLC上；所述計算機分別與熱像儀和PLC連接。

與現有技術相比，本實用新型有益效果在于：

(1)該測試裝置利用熱像儀代替溫度傳感器測量主軸溫度敏感點的溫度數據，熱像儀不僅測量精度高，而且實現了非接觸、在機測量主軸溫度敏感點的溫度，進而獲得機床運行時間與主軸溫升變化曲線，解決了在實際測量中溫度傳感器數目較多、布線繁瑣、安裝困難的問題；

(2)該測試裝置用PLC代替數據采集卡控制電渦流傳感器采集熱變形數據，PLC與數據采集卡相比實時處理能力強、實時響應度快。

附圖說明

圖1為本實用新型用于機床主軸溫升變化與熱變形的在線測試裝置一種實施例的整體結構主視示意圖；

圖2為本實用新型用于機床主軸溫升變化與熱變形的在線測試裝置一種實施例的整體結構右視示意圖；(圖中：1、主軸；2、熱像儀；3、電渦流傳感器；4、傳感器信號調理器；5、PLC；6、PLC模擬量單元；7、計算機；8、支架)

具體實施方式

下面給出本實用新型的具體實施例。具體實施例僅用于進一步詳細說明本實用新型，不限制本申請權利要求的保護范圍。