[发明专利]一种数控机床电主轴粘屑检测夹头测试实验平台及方法

说明书

本发明公开了一种数控机床电主轴粘屑检测夹头测试实验平台及方法，包括机架、夹头固定台、第一控制开关、第二控制开关、真空泵、气压平衡阀、真空罐和活塞杆；所述夹头固定台设置于机架上，用于安装固定待测试的夹头，夹头固定台中间开设通孔，所述气压平衡阀为常闭状态，通过管路与气管连通，由第二控制开关控制开闭，所述第一控制开关用于控制真空罐的启停。本发明的有益效果：设计一体式粘屑检测实验工作平台，可用于粘屑检测实验，解决实验设计中的难题；采用踏板对抽气泵与电磁阀进行控制，解放双手，增加实验效率，并可通过数显屏观察气罐内的气体压强和拉刀系统预紧力大小。

技术领域

本发明属于数控机床设备技术领域，具体涉及一种数控机床电主轴粘屑检测夹头测试实验平台。

背景技术

数控机床是装备制造业的工作母机，其技术水平的高低代表了一个国家制造业的发展水平。加工中心是数控机床的第一要员。加工中心由于工序的集中和自动换刀，减少了工件的装夹、测量和机床调整等时间，使机床的切削时间达到机床开动时间的80％左右(普通机床仅为15～20％)；同时也减少了工序之间的工件周转、搬运和存放时间，缩短了生产周期，具有明显的经济效果。随着对高精度零件要求的不断提高，加工精度己经由毫米级、微米级向亚微米级甚至纳米级发展，在高精度加工过程中，主轴夹屑造成的刀具不对中会严重影响工件的加工质量。主轴夹屑的位置主要是两处：一是在刀柄上表面和锥塞下表面之间的缝隙中，二是在锥塞和刀柄接触的锥面上。在实际应用中发现：以上两处夹屑位置产生夹屑故障都发生在加工中心换刀过程中。因此，在刀柄预装进锥塞过程中，检测和预警主轴夹屑故障，避免主轴夹屑对零件加工质量产生影响。近年来，越来越多的企业开始重视对于夹屑检测装置的研发与应用，本申请人致力于本领域的研究，就夹屑检测装置，先后申请并获得授权的申请号为201815865483和2019112895034的两件中国发明专利。

为了验证数控机床粘屑检测夹头粘屑检测的可行性以及对粘屑检测可行性和稳定性进行测试，需要选择符合功能的实验工作台进行实验。目前可行的实验方案有两种：一、在数控加工中心电主轴上直接进行实验；二、利用推拉力计与锁刀座模拟刀具上刀过程。第一种方案的成本过高，对于课题经费有限的情况下并不现实，同时数控加工中心操作复杂，实验效率较低，在不熟悉设备的情况下进行实验容易造成电主轴的损坏，从而造成浪费。第二种实验方案需要对锁刀座进行改造，并且刀具在上刀时需要与粘屑检测夹头保持同轴，对于分体设备不易于保证精度，会造成一定程度上的误差，使用推拉力计模拟电主轴内部气压锁刀系统存在一定局限性，并不能完美地还原刀具上刀过程。

发明内容

本发明主要是针对电主轴粘屑检测夹头进行粘屑性能测试实验没有专用设备的问题，提出了一种数控机床电主轴粘屑检测夹头测试实验平台，可以模拟刀具上刀，保证检测夹头与刀具的同轴度，并且可以根据实验要求对预紧力的大小进行调整。

一种数控机床电主轴粘屑检测夹头测试实验平台，其特征在于，包括机架、夹头固定台、第一控制开关、第二控制开关、真空泵、气压平衡阀、真空罐和活塞杆；

所述夹头固定台设置于机架上，用于安装固定待测试的夹头，夹头固定台中间开设通孔，

所述真空罐竖直设置于机架上，并位于夹头固定台的中间通孔正上方，真空罐为上下开口的罐体结构，内部安装活塞杆，上端通过气管与真空泵连接，所述真空泵安装于机架上，活塞杆的下端设置有外螺纹，

所述气压平衡阀为常闭状态，通过管路与气管连通，由第二控制开关控制开闭，

所述第一控制开关用于控制真空泵的启停。

在上述方案的基础上，还包括显示装置，所述显示装置设置于机架上，所述真空罐上设置压强测量传感器和压强换算装置，用于测量活塞杆上侧部分腔体的气压值，压强测量传感器、压强换算装置电连接和显示装置依次电连接。

在上述方案的基础上，还包括弹簧，所述弹簧设置于真空罐腔体内部，其上端压紧真空罐的腔体上侧内壁，其下端压紧活塞杆的上端面。