[发明专利]一种具有激光测振功能的数控机床主轴刀柄及测振方法

说明书

为测量测量机床各个部位的振动及主轴内部的振动，本发明公开一种具有激光测振功能的数控机床主轴刀柄及测振方法，包括可垂直及水平方向旋转的下反射块，中反射块通过入射孔的螺纹及外部螺母固定；中反射块的反射面位于入射孔前方；所述中部框架上方为外壳，所述外壳的上方设置可调整角度的上反射块；通过调整激光的入射和反射角度，可以将激光反射到要测量的部位以及主轴内部，实现了主轴免拆卸的精度测量，且适用于现在大多数主流的数控机床主轴孔，本发明填补了现在数控机床主轴免拆卸测量的空白。

技术领域

本发明涉及光纤激光测振领域，具体涉及一种用于测量数控机床各个部位振动以及主轴内部振动的一种具有激光测振功能的刀柄。

技术背景

数控机床是制造业的工作母机，以数控机床为代表的先进装备制造业是衡量国家工业现代化的重要标志之一。随着我国工业技术的发展、生产规模扩大以及市场对数控机床加工成品精度要求的不断提高，作为加工各种机械设备的工业母机—数控机床，其相应的精度要求也在逐步的提高。然而，高档数控机床振动及控制一直是世界各国机床业面临的重要难题之一。振动不仅会阻碍机床加工效率的提高，影响加工精度，而且还有可能在已加工表面上留下振纹，增大零件表面粗糙度，加剧金属表面层的冷硬化，振动还会使刀具的耐用度急剧下降，甚至导致刀刃的崩坏。

主轴作为数控机床的核心部件，其动态性能直接影响到机床的加工精度，然而现有的主轴振动测量方式，主要通过电涡流位移传感器或加速度传感器等来实现，在测振精度和测试频率范围都受到不同程度的影响，特别是上述测振方式都无法测试主轴系统的内部振动，无法帮助工程师有效排除、解决主轴系统内部部件，如拉刀机构、主轴轴承、编码器的振动故障。另外，现有的针对数控机床各个部位的振动测试方案，一般都需要人工不断地调整测点位置，导致测试效率低下，特别是对于大尺寸的龙门数控机床，还需借助梯子、吊车等辅助设备进行加速度传感器或电涡流位移传感器的测点布置，对操作人员存在潜在的安全隐患。在中国制造2025以及我国大力发展装备制造业的背景之下，数控机床生产企业和质监部门迫切需要一种能够实现精密测量、便携性高、通用性强的具有激光测振功能的数控机床主轴刀柄。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种具有激光测振功能的数控机床主轴刀柄及其测振方法。

本发明的技术方案是：

一种具有激光测振功能的数控机床主轴刀柄，包括方向旋钮内设置的下反射块，所述下反射块固定在旋转轴上，旋转轴的外侧设置角度旋钮；方向旋钮的上方设置刻度盘；方向旋钮通过大轴承与中部框架转动连接；所述中部框架径向设置可拆卸的中反射块，所述中反射块通过入射孔的螺纹及外部螺母固定；中反射块的反射面位于入射孔前方；所述中部框架上方为外壳，所述外壳的上方设置上反射块；所述上反射块的一端与反射架轴接；上反射块的背部设置滑槽，滑杆一端插入所述滑槽内，另外一端与穿过反射架的角度调整杆轴接；所述角度调整杆的下端与固定在方向旋钮上的锥度旋钮螺纹连接；所述反射架还与高度调整杆的上端固定，高度调整杆的下端设置齿条，所述齿条与设置在方向旋钮上的齿轮啮合，所述齿轮与高度旋钮同轴固定；所述方向旋钮下端设置固定块。

所述外壳包括上下连接的两部分，上部分的锥度为1：10，下部分的锥度为7：24。

本发明进一步公开了所述的数控机床主轴刀柄的测振方法，测量机床各个部位的振动时包括以下步骤：

步骤1：将刀柄装上数控机床的主轴孔；将中反射块装进激光入射孔处，并用螺母将其固定住；

步骤2：将激光发射器装到入射孔的螺纹处；

步骤3：通过调整方向旋钮将激光反射到所需要的方位；

步骤4：通过调整角度旋钮使下反射块旋转，将激光反射到需要测量的位置；

步骤5：记录下各个旋钮上的刻度，方便下次进行同个部位的测量；