[发明专利]数控机床伺服电机振荡测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械领域，具体涉及一种数控机床伺服电机振荡测试装置。

背景技术

目前加速度传感器在机床工业上主要用来测试机床振动， 其原理主要是根据压电效应的原理来工作的。所谓的压电效应就是 对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外，还将改变晶体的极化状态，在晶体内部建立电场，这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应 。机床工业上使用的加速度传感器主要是利用其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压，只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。

伺服电机的使用由于要和所驱动质量匹配，故在数控机床中，需要调整伺服电机参数，否则容易引起电机振荡，尤其是采用光栅尺的全闭环伺服驱动时，由于伺服电机编码器与光栅尺补偿不匹配时更容易引起电机振荡，但此时的振荡一般不明显，以往多依靠经验判断或通过精加工观测工件表面粗糙度判断；而利用测试工具如加速度传感器等进行测试时，由于其判断原理是利用了压电效应，而机床正常工作时的振动与伺服电机振荡引起的振动均会产生这一效应，因此，难以判断是机床本身的振动还是由于伺服电机振荡引起的振动。

发明内容

本发明的目的提供一种数控机床伺服电机振荡测试装置，该数控机床伺服电机振荡测试装置能够排除了机床本身的振动，准确的发现伺服电机振荡这一故障现象。

本发明所述的数控机床伺服电机振荡测试装置，包括电脑、可调节摄像头、测试工具体、固定装置，其技术方案在于：测试工具体包括浅池，浅池中盛放一层在40℃运动粘度为0.6×10^-3pa.s～50×10^-3pa.s的溶液；可调节摄像头正对着液面，其高度以刚好可以拍摄出液面的整体图为准，通过电脑视频进行检测；测试工具体采用固定装置与机床上进行轴向进给运动的部位形成稳固的连接。

本发明所述的数控机床伺服电机振荡测试装置，其中的溶液为水、20#机油、30#机油或者40#机油中的一种，或者采用上述粘度范围内的其他液体，以液面能够清晰体现的振动波纹为选择依据。

本发明所述的数控机床伺服电机振荡测试装置，其中的溶液中可加适量色素使得波纹特征更加明显。

本发明所述的数控机床伺服电机振荡测试装置，其浅池深度为30～50mm，浅池中液体高度能够满足观察需要即可。

本发明所述的数控机床伺服电机振荡测试装置上可以安装加速度传感器。此时，数控机床伺服电机振荡测试装置整体安装时，应使加速度传感器的检测方向与机床进给方向一致。

本发明所述的数控机床伺服电机振荡测试装置，测试工具体的浅池上方可以安装透明材质的盖板，盖在浅池液面之上。

本发明所述的数控机床伺服电机振荡测试装置，盖板的材质可以是玻璃或者塑料。

本发明所述的数控机床伺服电机振荡测试装置，其固定装置可以设置于测试工具体的底部或者侧部，如图4和图5所示。

本发明所述的数控机床伺服电机振荡测试装置，其固定装置为磁座、螺栓，或者其他的固定连接方式。

本发明所述的数控机床伺服电机振荡测试装置可以根据测试机床需要调整尺寸大小，并且安装于机床上适合的位置。

本发明所述的数控机床伺服电机振荡测试装置，通过摄像头拍摄的液面波动情况，传递至电脑上进行观测，可以准确的判断是机床本身正常工作的振动还是由于伺服电机振荡引起的振动，判断的依据就是两种振动所对应的不同液面波动情况，如图2和图3所示，机床本身正常工作的振动引起的液面波动非常小，液面基本上平静无波；而伺服电机振荡引起的振动对于液面的影响较大，会出现明显的波动起伏。本发明的数控机床伺服电机振荡测试装置安装简便，可以安装于进给运动的机床工作平台或者进给运动的运动轴上，能够方便迅速的判断机床伺服电机的工作状况是否正常，比如某进口全闭环高速数控铣床大修后，由于光栅尺与伺服电机编码器补偿不匹配，引起加工工件表面粗糙度不足，通过本装置可以迅速发现为伺服电机振荡所引起。

本发明所述的数控机床伺服电机振荡测试装置，在明确了振动的发生是由于伺服电机振荡引起之后，可以通过安装于其上的加速度传感器测试的时域与频域信号进行分析具体的位移和振动偏差幅度，可量化的对伺服电机振荡情况进行测试。

附图说明  

图1 是本发明伺服电机振荡测试装置的结构示意图。

图2 是本发明在机床正常工作时显示的液面波纹示意图。