一種機(jī)床主軸空載摩擦力矩測(cè)試方法及控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及機(jī)床主軸性能測(cè)試領(lǐng)域，特別是涉及一種機(jī)床主軸空載摩擦力矩測(cè)試方法及控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高速精密主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦力矩是綜合評(píng)價(jià)主軸動(dòng)態(tài)、熱態(tài)、精度性能的技術(shù)指標(biāo)。高速精密主軸的裝配質(zhì)量對(duì)主軸的摩擦力矩影響很大，可通過(guò)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)摩擦力矩的大小來(lái)評(píng)估主軸的裝配質(zhì)量。高速下主軸的摩擦力矩是主軸溫度升高的主要原因。因此，主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)摩擦力矩的大小已經(jīng)成為高速精密主軸裝配質(zhì)量和熱態(tài)性能精確預(yù)估所不可忽視的技術(shù)指標(biāo)。
[0003]目前工程上已有兩種關(guān)于高速精密主軸摩擦力矩測(cè)試的方法，一種是根據(jù)支撐軸承摩擦力矩值估算主軸部件的總摩擦力矩。此種方法沒有考慮軸系各個(gè)連接件的安裝誤差和主軸的初始預(yù)緊力，這與主軸部件實(shí)際的摩擦力矩存在很大的差異。另外一種是依靠人工經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)子來(lái)預(yù)估主軸的摩擦力矩的大小，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、可靠性低，而且無(wú)法精確得到主軸在高速旋轉(zhuǎn)下的摩擦力矩，不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)中質(zhì)量管理、控制的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種機(jī)床主軸空載摩擦力矩測(cè)試方法及控制系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:一種機(jī)床主軸空載摩擦力矩測(cè)試方法及控制系統(tǒng)，其特征在于，包括計(jì)算機(jī)、微量程扭矩傳感器和主軸單元，所述計(jì)算機(jī)設(shè)有基于LabVIEW編制的轉(zhuǎn)矩采集程序、轉(zhuǎn)速控制程序和人機(jī)交互界面，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、運(yùn)算、分析、處理、顯示、存儲(chǔ)和微量程扭矩傳感器的控制，所述轉(zhuǎn)矩采集程序用于采集所述微量程扭矩傳感器在設(shè)置轉(zhuǎn)速下測(cè)得的摩擦力矩，所述轉(zhuǎn)速控制程序用于控制微量程扭矩傳感器的轉(zhuǎn)速，所述人機(jī)交互界面可設(shè)置微量程扭矩傳感器的極限轉(zhuǎn)速、速度步長(zhǎng)、時(shí)間步長(zhǎng)和極限轉(zhuǎn)矩，所述人機(jī)交互界面可顯示微量程扭矩傳感器的轉(zhuǎn)速-摩擦力矩的映射關(guān)系表格、測(cè)試時(shí)間、剩余時(shí)間、當(dāng)前轉(zhuǎn)速和報(bào)警停車，所述微量程扭矩傳感器用于按照人機(jī)交互界面設(shè)置的速度步長(zhǎng)和時(shí)間步長(zhǎng)通過(guò)轉(zhuǎn)速控制程序驅(qū)動(dòng)空載主軸單元旋轉(zhuǎn)，并將空載下機(jī)床主軸單元3的空載摩擦力矩值反饋給轉(zhuǎn)矩采集程序。
[0006]所述轉(zhuǎn)矩采集程序采集到的摩擦力矩值大于所述人機(jī)交互界面設(shè)置的極限轉(zhuǎn)矩時(shí)，自動(dòng)將信息反饋給所述轉(zhuǎn)速控制程序和人機(jī)交互界面并停止測(cè)試。
[0007]—種機(jī)床主軸空載摩擦力矩測(cè)試方法及控制系統(tǒng)，包括以下步驟:
[0008](I)在人機(jī)界面上設(shè)置微量程扭矩傳感器的極限轉(zhuǎn)速、速度步長(zhǎng)、時(shí)間步長(zhǎng)和極限轉(zhuǎn)矩；
[0009](2)計(jì)算機(jī)向轉(zhuǎn)矩采集程序和轉(zhuǎn)速控制程序發(fā)出控制信號(hào)；
[0010](3)微量程扭矩傳感器根據(jù)人機(jī)交互界面設(shè)置的極限轉(zhuǎn)速、速度步長(zhǎng)、時(shí)間步長(zhǎng)和極限轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)主軸單元旋轉(zhuǎn)；
[0011](4)當(dāng)主軸單元的轉(zhuǎn)速等于速度步長(zhǎng)時(shí)，在時(shí)間步長(zhǎng)周期內(nèi)通過(guò)轉(zhuǎn)矩采集程序采集一穩(wěn)定的摩擦力矩值存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)，并開始下一速度步長(zhǎng)的操作，直至到極限轉(zhuǎn)速。
[0012]本發(fā)明可適用于各類機(jī)床主軸單元的空載摩擦力矩的測(cè)試，通用性好。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0013]采用計(jì)算機(jī)人機(jī)交互界面設(shè)置微量程扭矩傳感器的極限轉(zhuǎn)速、速度步長(zhǎng)、時(shí)間步長(zhǎng)和極限轉(zhuǎn)矩，采用計(jì)算機(jī)人機(jī)交互界面顯示數(shù)據(jù)的處理結(jié)果，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了測(cè)試系統(tǒng)的自動(dòng)化。
[0014]利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算處理能力，將測(cè)試結(jié)果快速準(zhǔn)確的顯示出來(lái)，可以得到轉(zhuǎn)速-摩擦力矩映射關(guān)系，大大提高了測(cè)試效率和精度。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的控制系統(tǒng)原理圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1、微量程扭矩傳感器;2、計(jì)算機(jī);3、主軸單元。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0019]請(qǐng)參閱圖1一種機(jī)床主軸空載摩擦力矩測(cè)試方法及控制系統(tǒng)，其特征在于，包括計(jì)算機(jī)2、微量程扭矩傳感器I和主軸單元3，所述計(jì)算機(jī)2設(shè)有基于LabVIEW編制的轉(zhuǎn)矩采集程序、轉(zhuǎn)速控制程序和人機(jī)交互界面，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、運(yùn)算、分析、處理、顯示、存儲(chǔ)和微量程扭矩傳感器的控制，所述轉(zhuǎn)矩采集程序用于采集所述微量程扭矩傳感器在設(shè)置轉(zhuǎn)速下測(cè)得的摩擦力矩，所述轉(zhuǎn)速控制程序用于控制微量程扭矩傳感器的轉(zhuǎn)速，所述人機(jī)交互界面可設(shè)置微量程扭矩傳感器的極限轉(zhuǎn)速、速度步長(zhǎng)、時(shí)間步長(zhǎng)和極限轉(zhuǎn)矩，所述人機(jī)交互界面可顯示微量程扭矩傳感器的轉(zhuǎn)速-摩擦力矩的映射關(guān)系表格、測(cè)試時(shí)間、剩余時(shí)間、當(dāng)前轉(zhuǎn)速和報(bào)警停車，所述微量程扭矩傳感器用于按照人機(jī)交互界面設(shè)置的速度步長(zhǎng)和時(shí)間步長(zhǎng)通過(guò)轉(zhuǎn)速控制程序驅(qū)動(dòng)空載主軸單元3旋轉(zhuǎn)，并將空載下機(jī)床主軸單元3的空載摩擦力矩值值反饋給轉(zhuǎn)矩采集程序。
[0020]所述轉(zhuǎn)矩采集程序采集到的摩擦力矩值大于所述所述人機(jī)交互界面設(shè)置的極限轉(zhuǎn)矩時(shí)，自動(dòng)將信息反饋給所述轉(zhuǎn)速控制程序和人機(jī)交互界面并停止測(cè)試。
[0021 ] 一種機(jī)床主軸空載摩擦力矩測(cè)試方法及控制系統(tǒng)，包括以下步驟:
[0022](I)在人機(jī)界面上設(shè)置微量程扭矩傳感器的極限轉(zhuǎn)速、速度步長(zhǎng)、時(shí)間步長(zhǎng)和極限轉(zhuǎn)矩；
[0023 ] (2)計(jì)算機(jī)向轉(zhuǎn)矩采集程序和轉(zhuǎn)速控制程序發(fā)出控制信號(hào)；
[0024](3)微量程扭矩傳感器根據(jù)人機(jī)交互界面設(shè)置的極限轉(zhuǎn)速、速度步長(zhǎng)、時(shí)間步長(zhǎng)和極限轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)主軸單元旋轉(zhuǎn)；
[0025](4)當(dāng)主軸單元的轉(zhuǎn)速等于速度步長(zhǎng)時(shí)，在時(shí)間步長(zhǎng)周期內(nèi)通過(guò)轉(zhuǎn)矩采集程序采集一穩(wěn)定的摩擦力矩值存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)，并開始下一速度步長(zhǎng)的操作，直至到極限轉(zhuǎn)速。
[0026]以上顯示和描述，描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中的描述的只是本說(shuō)明書的發(fā)明原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)床主軸空載摩擦力矩控制系統(tǒng)，其特征在于，包括計(jì)算機(jī)、微量程扭矩傳感器和主軸單元，所述計(jì)算機(jī)設(shè)有基于LabVIEW編制的轉(zhuǎn)矩采集程序、轉(zhuǎn)速控制程序和人機(jī)交互界面，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、運(yùn)算、分析、處理、顯示、存儲(chǔ)和微量程扭矩傳感器的控制，所述轉(zhuǎn)矩采集程序用于采集所述微量程扭矩傳感器在設(shè)置轉(zhuǎn)速下測(cè)得的摩擦力矩，所述轉(zhuǎn)速控制程序用于控制微量程扭矩傳感器的轉(zhuǎn)速，所述人機(jī)交互界面可設(shè)置微量程扭矩傳感器的極限轉(zhuǎn)速、速度步長(zhǎng)、時(shí)間步長(zhǎng)和極限轉(zhuǎn)矩，所述人機(jī)交互界面可顯示微量程扭矩傳感器的轉(zhuǎn)速-摩擦力矩的映射關(guān)系表格、測(cè)試時(shí)間、剩余時(shí)間、當(dāng)前轉(zhuǎn)速和報(bào)警停車。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)床主軸空載摩擦力矩控制系統(tǒng)，其特征在于，微量程扭矩傳感器用于按照人機(jī)交互界面設(shè)置的速度步長(zhǎng)和時(shí)間步長(zhǎng)通過(guò)轉(zhuǎn)速控制程序驅(qū)動(dòng)空載主軸單元旋轉(zhuǎn)，并將空載下機(jī)床主軸單元的空載摩擦力矩值反饋給轉(zhuǎn)矩采集程序。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)床主軸空載摩擦力矩控制系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)矩采集程序采集到的摩擦力矩值大于所述人機(jī)交互界面設(shè)置的極限轉(zhuǎn)矩時(shí)，自動(dòng)將信息反饋給所述轉(zhuǎn)速控制程序和人機(jī)交互界面并停止測(cè)試。4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種機(jī)床主軸空載摩擦力矩控制系統(tǒng)的測(cè)試方法，包括以下步驟: (1)在人機(jī)界面上設(shè)置微量程扭矩傳感器的極限轉(zhuǎn)速、速度步長(zhǎng)、時(shí)間步長(zhǎng)和極限轉(zhuǎn)矩； (2)計(jì)算機(jī)向轉(zhuǎn)矩采集程序和轉(zhuǎn)速控制程序發(fā)出控制信號(hào)； (3)微量程扭矩傳感器根據(jù)人機(jī)交互界面設(shè)置的極限轉(zhuǎn)速、速度步長(zhǎng)、時(shí)間步長(zhǎng)和極限轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)主軸單元旋轉(zhuǎn)； (4)當(dāng)主軸單元的轉(zhuǎn)速等于速度步長(zhǎng)時(shí)，在時(shí)間步長(zhǎng)周期內(nèi)通過(guò)轉(zhuǎn)矩采集程序采集一穩(wěn)定的摩擦力矩值存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)，并開始下一速度步長(zhǎng)的操作，直至到極限轉(zhuǎn)速。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機(jī)床主軸空載摩擦力矩測(cè)試方法及控制系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)、微量程扭矩傳感器和主軸單元，計(jì)算機(jī)設(shè)有轉(zhuǎn)矩采集程序、轉(zhuǎn)速控制程序和人機(jī)交互界面。轉(zhuǎn)矩采集程序通過(guò)微量程扭矩傳感器采集主軸單元的摩擦力矩，轉(zhuǎn)速控制程序通過(guò)微量程扭矩傳感器控制主軸單元的轉(zhuǎn)速，人機(jī)交互界面可設(shè)置主軸單元的極限轉(zhuǎn)速、速度步長(zhǎng)、時(shí)間步長(zhǎng)和極限轉(zhuǎn)矩，同時(shí)可顯示主軸單元的轉(zhuǎn)速-摩擦力矩的映射關(guān)系表格、測(cè)試時(shí)間、剩余時(shí)間、當(dāng)前轉(zhuǎn)速和報(bào)警停車，當(dāng)摩擦力矩值大于極限轉(zhuǎn)矩時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停止并報(bào)警。本發(fā)明可適用于各類機(jī)床主軸單元空載摩擦力矩的測(cè)試，通用性好。保證了測(cè)量主軸空載摩擦力矩的測(cè)試效率和安全性。
【IPC分類】B23Q17/00
【公開號(hào)】CN105500111
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511000407
【發(fā)明人】呂術(shù)亮
【申請(qǐng)人】鼎奇(天津)主軸科技有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日