[发明专利]一种加工中心床身与立柱螺栓连接状态检测方法及装置

权利要求书

1.一种加工中心床身与立柱螺栓连接状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、力锤在立柱侧给螺栓施加轴向激励，数据采集系统分别采集床身和立柱在不同时刻的加速度信号，并通过数据分析系统分别计算出立柱的加速度信号的有效值和床身的加速度信号的有效值

其中加速度信号的有效值的计算方法为：式中，a_i为不同时刻的加速度值，n为一段时间内加速度值的采样长度；

数据分析系统计算出能量损耗率A，具体计算公式为：

S2、将能量损耗率A与能量损耗临界阈值A₀相比较，其中，能量损耗临界阈值A₀为螺栓在拧紧状态下力锤给螺栓施加轴向激励后能量损耗率；若A>A₀，表明连接床身与立柱的螺栓出现漏拧、松动或者预紧力不足；若A<A₀，表明螺栓连接状态满足要求。

2.根据权利要求1所述的加工中心床身与立柱螺栓连接状态检测方法，其特征在于，所述能量损耗临界阈值A₀的确定方法为：

给螺栓施加不同预紧力，然后力锤在立柱侧给螺栓施加轴向激励，分别计算出螺栓在不同预紧状态下的能量损耗率，随着预紧力的增加，能量损耗率趋于一个稳定值，这个稳定值即为能量损耗临界阈值A₀。

3.根据权利要求1所述的加工中心床身与立柱螺栓连接状态检测方法，其特征在于，所述能量损耗临界阈值A₀的确定方法为：

(1)构造床身和立柱的相似试件

加工与床身和立柱相同材料、相同粗糙度、相同螺栓类型和分布方式以及相似结构外形的试件，并构造与床身和立柱相同的约束条件；

(2)计算螺栓不同预紧状态下能量损耗率

分别调节螺栓预紧力至螺栓额定预紧力的10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％；用力锤在立柱相似试件一侧给螺栓施加轴向激励，分别采集立柱相似试件和床身相似试件的加速度信号，并通过数据分析系统分别计算出立柱相似试件和床身相似试件的加速度信号的有效值，计算出能量损耗率；随着预紧力的增加能量损耗率趋于一个稳定值，取这个稳定值为能量损耗临界阈值A₀。

4.一种加工中心床身与立柱螺栓连接状态检测装置，所述床身与立柱通过螺栓把合，其特征在于，所述检测装置包括：

分别设置在立柱和床身的把合面的邻侧面上，且与所述螺栓位于同一水平面上的第一加速度传感器和第二加速度传感器；

用于采集所述第一加速度传感器和所述第二加速度传感器的加速度信号的数据采集系统；

在立柱侧给螺栓施加轴向激励的力锤；

以及用于计算第一加速度传感器的加速度信号的有效值与第二加速度传感器的加速度信号的有效值并根据和计算出能量损耗率A的数据分析系统，其中，能量损耗率A，具体计算公式为：

若能量损耗率A>能量损耗临界阈值A₀，表明连接床身与立柱的螺栓出现漏拧、松动或者预紧力不足；若能量损耗率A<能量损耗临界阈值A₀，表明螺栓连接状态满足要求，其中，能量损耗临界阈值A₀为螺栓在拧紧状态下力锤给螺栓施加轴向激励后能量损耗率。

5.根据权利要求4所述的加工中心床身与立柱螺栓连接状态检测装置，其特征在于，所述第一加速度传感器和第二加速度传感器均为三向加速度传感器。

6.根据权利要求4所述的加工中心床身与立柱螺栓连接状态检测装置，其特征在于，所述第一加速度传感器和第二加速度传感器的中心连线与螺栓轴线平行。