一种超精密飞切机床主轴与导轨刚度检测装置及检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111044242A(43)申请公布日2020.04.21(21)申请号201911396097.1(22)申请日2019.12.30(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人张飞虎付鹏强张强安晨辉张龙江(74)专利代理机构哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司23211代理人李恩庆(51)Int.Cl.G01M5/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种超精密飞切机床主轴与导轨刚度检测装置及检测方法(57)摘要一种超精密飞切机床主轴与导轨刚度检测装置及检测方法，属于机床性能检测技术领域。本发明解决了现有技术无法实现超精密静压主轴与导轨刚度准确检测的问题。所述第一基准板上由下到上依次固设有力传感器、气缸及定心支杆，支撑板的底端开设有定心孔，所述定心孔与主轴同轴布置，且定心支杆的顶端与所述定心孔配合，第一基准板上方布置有若干导轨位移传感器，第二基准板上方布置有若干主轴位移传感器，且若干所述导轨位移传感器及若干主轴位移传感器分别绕主轴轴线均布，若干主轴位移传感器分别通过导线连接主轴位移信号采集器，若干导轨位移传感器分别通过导线连接导轨位移信号采集器，力传感器通过导线连接力信号采集器。CN111044242ACN111044242A权利要求书1/2页1.一种超精密飞切机床主轴与导轨刚度检测装置，其特征在于：它包括水平固设在导轨(100)上表面的第一基准板(1)、水平固设在机床主轴(101)顶端的第二基准板(2)以及水平固设在机床刀盘(102)底端的支撑板(3)，所述第一基准板(1)上由下到上依次固设有力传感器(4)、气缸(5)及定心支杆(6)，支撑板(3)的底端开设有定心孔(3-1)，所述定心孔(3-1)与主轴(101)同轴布置，且定心支杆(6)的顶端与所述定心孔(3-1)配合，第一基准板(1)上方布置有若干导轨位移传感器(7)，第二基准板(2)上方布置有若干主轴位移传感器(8)，且若干所述导轨位移传感器(7)及若干主轴位移传感器(8)分别绕主轴(101)轴线均布，若干主轴位移传感器(8)分别通过导线连接主轴位移信号采集器(9)，若干导轨位移传感器(7)分别通过导线连接导轨位移信号采集器(10)，力传感器(4)通过导线连接力信号采集器。2.根据权利要求1所述的一种超精密飞切机床主轴与导轨刚度检测装置，其特征在于：第二基准板(2)、主轴(101)、支撑板(3)、定心支杆(6)、气缸(5)、力传感器(4)、第一基准板(1)及导轨(100)由上到下正对布置。3.根据权利要求1或2所述的一种超精密飞切机床主轴与导轨刚度检测装置，其特征在于：所述定心支杆(6)包括螺纹杆(6-1)及一体固接在螺纹杆(6-1)一端的钢球(6-2)，所述定心孔(3-1)为大端朝下布置的圆锥形孔。4.根据权利要求3所述的一种超精密飞切机床主轴与导轨刚度检测装置，其特征在于：气缸(5)与力传感器(4)之间水平固设有转接板(12)。5.根据权利要求1、2或4所述的一种超精密飞切机床主轴与导轨刚度检测装置，其特征在于：导轨位移传感器(7)及主轴位移传感器(8)的数量均至少为三个。6.根据权利要求5所述的一种超精密飞切机床主轴与导轨刚度检测装置，其特征在于：支撑板(3)为圆形板结构，其通过若干螺栓固装在刀盘(102)的底端，且支撑板(3)上的螺栓绕主轴(101)轴线均匀布置。7.一种使用上述检测装置的检测方法，其特征在于：它包括如下步骤：步骤一、在导轨(100)工作台面划线，确定导轨(100)工作台面的中心位置；步骤二、将第一基准板(1)装设在导轨(100)工作台面上，然后将气缸(5)与力传感器(4)固定连接，并置于第一基准板(1)的顶面中心位置，将定心支杆(6)固装在气缸(5)推杆顶端，最后将支撑板(3)固装在刀盘(102)底端中心位置，保证定心支杆(6)的顶端与所述定心孔(3-1)配合；步骤三、将第二基准板(2)装设在主轴(101)顶端，并将若干连接有主轴位移信号采集器(9)的主轴位移传感器(8)均布在第二基准板(2)上且均对准第二基准板(2)设置，将若干连接有导轨位移信号采集器(10)的导轨位移传感器(7)均布在第一基准板(1)上且均对准第一基准板(1)设置；步骤四、调节气缸(5)的供气压强，力传感器(4)测量得到加载力的大小，到达指定加载力后，停止加压，导轨位移传感器(7)及主轴位移传感器(8)分别获取主轴(101)及导轨(100)加载后的位移信息，经过对应的信号采集和数据处理单元加权处理后得到主轴(101)位移的平均值及导轨(100)位移的平均值；步骤五、将加载力的变化量除以加载后主轴(101)位移的变化