[发明专利]高档数控机床电主轴振动的激光检测台及其检测方法

说明书

本发明涉及一种高档数控机床电主轴振动的激光检测台及其检测方法，包括：激光发射机构、激光反射机构、激光发射调整机以及工作台，其中，工作台上设有用于安装电主轴的支承座；激光发射机构通过激光发射调整机构安装于工作台上；激光发射机构具有中心轴，该中心轴伸入电主轴中；激光发射机构的中心轴为中空结构，中空结构内部为激光光线通道；激光反射机构设于中心轴内部末端，并随中心轴伸入电主轴内，接收并反射激光光线。本发明可以将激光反射到要测量的部位，实现了主轴振动的精度测量，且适用于当前大多数主流的数控机床电主轴，是一种新的测量高档数控机床电主轴内部振动的装置及方法。

技术领域

本发明涉及一种数控机床电主轴振动检测技术，具体为一种档数控机床电主轴振动的激光检测台及其检测方法。

背景技术

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。

在机床行业，一般以数控机床所控制的轴数为标准来划分档次，三轴以下的为低档，三至五轴、或五轴以上为高档数控机床。随着制造业的全面升级和工艺水平的不断提高，以高速、高精、复合、智能为特征的高档数控机床正在以更加快速的步伐，被人们应用于船舶、能源、汽车、航空航天等装备制造领域。

电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、解决电主轴系统内部部件，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、通用性强的具有激光测振功能的数控机床电主轴检测台。

发明内容

针对现有技术中电主轴的测振精度和测试频率范围都受到不同程度的影响、测试效率低下等不足，本发明要解决的问题是提供一种能够实现精密测量、通用性强的档数控机床电主轴振动的激光检测台及其检测方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种高档数控机床电主轴振动的激光检测台，包括：激光发射机构、激光反射机构、激光发射调整机以及工作台，其中，工作台上设有用于安装电主轴的支承座；激光发射机构通过激光发射调整机构安装于工作台上；激光发射机构具有中心轴，该中心轴伸入电主轴中；激光发射机构的中心轴为中空结构，中空结构内部为激光光线通道；激光反射机构设于中心轴内部末端，并随中心轴伸入电主轴内，接收并反射激光光线。

激光发射机构包括激光头、中心轴以及电机，其中，激光头通过激光头夹持架固定在激光发射调整机构上，中心轴转动安装于中心轴安装座上，中心轴安装座固定于激光发射调整机构上；电机输出轴通过传动装置与中心轴转动连接。

激光发射调整机构包括导轨、水平丝杠、垂直丝杠、水平调整把手、高度调整把手以及电机，其中导轨两端分别通过导轨固定平台滑动安装于工作台的固定支架的导向柱上，导轨固定平台与垂直丝母固接，垂直丝母与垂直丝杠啮合，垂直丝杠安装于一个固定支架上，上端部固连高度调整把手；电机设于一电机箱内，电机箱与导轨滑动连接，电机箱通过水平丝母与水平丝杠啮合；水平调整把手通过连接杆与水平丝杠同轴固定连接。