加載狀態(tài)下機(jī)床精度的檢測裝置及方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提出一種加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測裝置，包括機(jī)床主軸、機(jī)床主軸連接架、測量裝置、底座連接架以及底座，其中：所述機(jī)床主軸連接架連接所述機(jī)床主軸和所述測量裝置的一端；所述底座連接架連接所述底座和所述測量裝置的另一端。在測量時(shí)，將底座安裝到機(jī)床工作臺(tái)上。底座連接架的旋轉(zhuǎn)中心與機(jī)床主軸連接架的旋轉(zhuǎn)中心保持一定距離相對轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)測量裝置上的壓電致動(dòng)器產(chǎn)生一定頻率的負(fù)載作用在機(jī)床主軸和機(jī)床工作臺(tái)之間，并用LVDT位移傳感器測量機(jī)床主軸和機(jī)床工作臺(tái)的相對位移，實(shí)現(xiàn)機(jī)床多自由度空間運(yùn)動(dòng)精度的測量。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
加載狀態(tài)下機(jī)床精度的檢測裝置及方法
本專利技術(shù)屬于機(jī)床檢測領(lǐng)域，涉及機(jī)床動(dòng)態(tài)幾何精度的測量，具體涉及加載狀態(tài)下機(jī)床精度的檢測裝置及方法。
技術(shù)介紹
隨著現(xiàn)代制造業(yè)的不斷發(fā)展，對數(shù)控機(jī)床的加工精度提出了越來越高的要求，檢測的方法也在不斷更新。機(jī)床的加工精度檢測主要集中在機(jī)床幾何精度的檢測，現(xiàn)在普遍采用的方法有激光干涉儀的定位精度檢測，球桿儀的動(dòng)態(tài)精度檢測等。利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)，將壓電陶瓷兩端施加的電壓控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械形變位移和力的輸出，滿足高精度微位移和高剛性的技術(shù)要求。壓電疊堆是壓電陶瓷片和電極片堆疊而成，以此來獲得較大的位移。壓電疊堆的控制方式有開環(huán)式和閉環(huán)式兩種，閉環(huán)式在壓電疊堆上裝有提供反饋信號(hào)的傳感器，具有更高的位移精度，但同時(shí)會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)的響應(yīng)變慢。LVDT位移傳感器由鐵芯、銜鐵、初級(jí)線圈、次級(jí)線圈組成。初級(jí)線圈、次級(jí)線圈同心分布在骨架上，線圈內(nèi)部有一個(gè)可自由移動(dòng)的桿狀銜鐵。當(dāng)銜鐵在線圈內(nèi)部移動(dòng)并偏離中心位置時(shí)，兩個(gè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢不等，有電壓的輸出，其電壓的大小取決于位移量的大小。LVDT位移傳感器具有響應(yīng)速度快、高線性度、高分辨率的技術(shù)特點(diǎn)。LVDT的可動(dòng)鐵芯和線圈之間通常沒有實(shí)體接觸，因此廣泛應(yīng)用于精密材料的沖擊撓度或振動(dòng)測試。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本專利技術(shù)的目的是提供一種加載狀態(tài)下機(jī)床精度的檢測裝置及方法。根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測裝置，包括機(jī)床主軸、機(jī)床主軸連接架、測量裝置、底座連接架以及底座，其中：所述機(jī)床主軸連接架連接所述機(jī)床主軸和所述測量裝置的一端；所述底座連接架連接所述底座和所述測量裝置的另一端。優(yōu)選地，所述測量裝置包括壓電致動(dòng)器、LVDT傳感器以及兩個(gè)環(huán)形固定架，其中：所述壓電致動(dòng)器和LVDT傳感器同軸設(shè)置并在首尾段分別通過兩個(gè)環(huán)形固定架緊固，兩個(gè)環(huán)形固定架分別連接機(jī)床主軸連接架和底座連接架；所述LVDT傳感器兩端分別設(shè)置有磁性標(biāo)準(zhǔn)球。優(yōu)選地，所述環(huán)形固定架包括用于緊固壓電致動(dòng)器和LVDT傳感器的環(huán)形固定部、延伸部以及突出部，其中，所述延伸部自環(huán)形固定部上表面的兩個(gè)邊緣處縱向延伸形成；所述突出部自所述延伸部的外側(cè)面向外延伸；所述機(jī)床主軸連接架和所述底座連接架上分別設(shè)置有滑動(dòng)軸承和圓形凸臺(tái)，所述滑動(dòng)軸承與所述突出部相匹配；所述圓形凸臺(tái)頂端設(shè)置有放置標(biāo)準(zhǔn)球的球形凹槽；所述環(huán)形固定架與所述機(jī)床主軸連接架轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述環(huán)形固定架與所述底座連接架轉(zhuǎn)動(dòng)連接。優(yōu)選地，所述底座包括夾頭、鎖緊螺帽、底座主軸以及高精密軸承，其中：所述高精密軸承的軸承內(nèi)圈安裝于底座主軸上的圓形凸臺(tái)兩端，軸承外圈安裝在底座的內(nèi)側(cè)；所述底座主軸能夠在底座內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)；底座主軸上端開有錐形凹槽，在錐形凹槽內(nèi)裝有夾頭，所述底座連接架中的長桿伸入所述夾頭中并通過鎖緊螺帽緊固。優(yōu)選地，還包括機(jī)床工作臺(tái)，所述底座安裝在所述機(jī)床工作臺(tái)上。優(yōu)選地，還包括電源模塊，所述壓電致動(dòng)器通過電源模塊產(chǎn)生負(fù)載作用；所述LVDT傳感器包括鐵芯線圈分離式LVDT傳感器，用于測量高頻的動(dòng)態(tài)信號(hào)。優(yōu)選地，還包括刀柄，所述機(jī)床主軸連接架的長桿插入所述刀柄上并與刀柄安裝在所述機(jī)床主軸上。根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種采用上述裝置的加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測方法，包括如下步驟：步驟一：將底座安裝到機(jī)床工作臺(tái)上合適位置并固定；步驟二：調(diào)整機(jī)床主軸，使機(jī)床主軸軸心和機(jī)床工作臺(tái)上底座的底座主軸的軸心同心；步驟三：將機(jī)床主軸連接架上的長桿插入刀柄，將刀柄同連接的機(jī)床主軸連接架安裝到機(jī)床主軸上；步驟四：調(diào)節(jié)底座連接架的高度并通過鎖緊螺帽固定底座連接架；步驟五：開啟并加載壓電致動(dòng)器，打開LVDT傳感器準(zhǔn)備測量；步驟六：運(yùn)行機(jī)床，使機(jī)床主軸繞底座軸線運(yùn)動(dòng)，壓電致動(dòng)器動(dòng)態(tài)加載并進(jìn)行數(shù)據(jù)測量。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下的有益效果：1、彌補(bǔ)了在現(xiàn)有測量測量技術(shù)中，在機(jī)床實(shí)際加載狀況下運(yùn)動(dòng)幾何精度的測量空白；2、進(jìn)行機(jī)床加載狀態(tài)下的測量，進(jìn)一步保證了機(jī)床在實(shí)際加工中的精度，具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值；3、具有較廣的應(yīng)用范圍，適用于各類數(shù)控機(jī)床和加工中心機(jī)床動(dòng)態(tài)精度的測量；4、使用壓電致動(dòng)器進(jìn)行加載，可以精確控制加載力的大小和加載頻率的大小，可以滿足不同加載要求下的測量；5、采用分離式的LVDT傳感器，具有較高頻率的動(dòng)態(tài)測量能力；6、裝置一端通過刀柄連接固定，另一端通過鎖緊螺母連接并固定，方便裝置的安裝，具有測量簡單方便的特點(diǎn)。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本專利技術(shù)的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：圖1是加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測裝置的主視圖；圖3是加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測裝置的測量裝置的主視圖；圖4是加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測裝置的測量裝置半剖圖；。圖5是加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測裝置的測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測裝置的底座的半剖圖；圖7是加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測裝置的底座的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測裝置的底座連接架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中示出：機(jī)床主軸連接架1夾頭9LVDT傳感器2機(jī)床工作臺(tái)10壓電致動(dòng)器3螺栓11LVDT傳感器鐵芯4機(jī)床主軸12環(huán)形固定架5鎖緊螺帽13底座主軸6底座連接架14高精密軸承7滑動(dòng)軸承15底座8具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本專利技術(shù)，但不以任何形式限制本專利技術(shù)。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本專利技術(shù)構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。如圖1和圖2所示，根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測裝置，包括機(jī)床主軸12、機(jī)床主軸連接架1、測量裝置、底座連接架14以及底座8，其中：所述機(jī)床主軸連接架1連接所述機(jī)床主軸12和所述測量裝置的一端，所述機(jī)床主軸連接架1上的長桿插入刀柄上并與刀柄安裝在機(jī)床主軸12上，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了機(jī)床主軸12和機(jī)床主軸連接架1的連接；所述底座連接架14連接所述底座8和所述測量裝置的另一端。所述底座8通過兩個(gè)T型螺栓11安裝在所述機(jī)床工作臺(tái)10上。機(jī)床主軸連接架1和底座連接架14均起到承接的作用。如圖3和圖4所示，所述測量裝置包括壓電致動(dòng)器3、LVDT傳感器2以及兩個(gè)環(huán)形固定架5，其中：所述壓電致動(dòng)器3和LVDT傳感器2同軸設(shè)置，LVDT位移傳感器在內(nèi)，壓電致動(dòng)器3在外，壓電致動(dòng)器3和LVDT傳感器2首尾段分別通過兩個(gè)環(huán)形固定架5緊固，兩個(gè)環(huán)形固定架5分別連接機(jī)床主軸連接架1和底座連接架14；所述LVDT傳感器2兩端分別設(shè)置有磁性標(biāo)準(zhǔn)球。更為詳細(xì)地，所述壓電致動(dòng)器3通過電源模塊產(chǎn)生負(fù)載作用，所述壓電致動(dòng)器3選用疊堆型以獲得較大的位移，因每片陶瓷片可有2um左右的位移，則由許多陶瓷片疊加在一起的壓電疊堆可產(chǎn)生幾十微米的位移；所述LVDT位移傳感器選用鐵芯分離式的位移傳感器，用于測量高頻的動(dòng)態(tài)信號(hào)，鐵芯分離式的位移傳感器避免了測量裝置與被測量件的機(jī)械接觸，使得鐵芯分離式的位移傳感器滿足高沖擊，高振動(dòng)下的精確測量。如圖5所示，環(huán)形固定架5包括用于緊固壓電致動(dòng)器3和LVDT傳感器2的環(huán)形固定部501、延伸部502以及突出部503，其中，所述延伸部502自環(huán)形固定部501上表面的兩個(gè)邊緣處縱向延伸形成；所述突出部503本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測裝置，其特征在于，包括機(jī)床主軸、機(jī)床主軸連接架、測量裝置、底座連接架以及底座，其中：所述機(jī)床主軸連接架連接所述機(jī)床主軸和所述測量裝置的一端；所述底座連接架連接所述底座和所述測量裝置的另一端。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測裝置，其特征在于，包括機(jī)床主軸、機(jī)床主軸連接架、測量裝置、底座連接架以及底座，其中：所述機(jī)床主軸連接架連接所述機(jī)床主軸和所述測量裝置的一端；所述底座連接架連接所述底座和所述測量裝置的另一端。2.如權(quán)利要求1所述的一種加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測裝置，其特征在于，所述測量裝置包括壓電致動(dòng)器、LVDT傳感器以及兩個(gè)環(huán)形固定架，其中：所述壓電致動(dòng)器和LVDT傳感器同軸設(shè)置并在首尾段分別通過兩個(gè)環(huán)形固定架緊固，兩個(gè)環(huán)形固定架分別連接機(jī)床主軸連接架和底座連接架；所述LVDT傳感器兩端分別設(shè)置有磁性標(biāo)準(zhǔn)球。3.如權(quán)利要求2所述的一種加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測裝置，其特征在于，所述環(huán)形固定架包括用于緊固壓電致動(dòng)器和LVDT傳感器的環(huán)形固定部、延伸部以及突出部，其中，所述延伸部自環(huán)形固定部上表面的兩個(gè)邊緣處縱向延伸形成；所述突出部自所述延伸部的外側(cè)面向外延伸；所述機(jī)床主軸連接架和所述底座連接架上分別設(shè)置有滑動(dòng)軸承和圓形凸臺(tái)，所述滑動(dòng)軸承與所述突出部相匹配；所述圓形凸臺(tái)頂端設(shè)置有放置標(biāo)準(zhǔn)球的球形凹槽；所述環(huán)形固定架與所述機(jī)床主軸連接架轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述環(huán)形固定架與所述底座連接架轉(zhuǎn)動(dòng)連接。4.如權(quán)利要求1所述的一種加載狀態(tài)下機(jī)床精度檢測裝置，其特征在于，所述底座包括夾頭、鎖緊螺帽、底座主軸以及高精密軸承，其中：所述高精密軸承的軸承內(nèi)圈安裝于底座主軸上的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：畢慶貞，
申請(專利權(quán))人：上海拓璞數(shù)控科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海,31