[发明专利]一种加工中心三向静刚度测试系统及测试方法

说明书

本发明公开了一种加工中心三向静刚度测试系统，包括工作平台、用于施加载荷的假刀、设置在工作平台上方用于对假刀施加静载荷的检测机构和数据采集处理器，所述检测机构包括检测平台、对称设置在检测平台上端的两个固定块和转动设置在检测平台上方的检测板，两个所述固定块之间设有半圆环导轨，两个所述半圆环导轨的中部滑动的设有滑套，本发明中，通过静载荷施加组件和位移检测组件的相互配合，能够快速对加工中心主轴的X和Y方向的静刚度进行测试或检测，测试机构整体紧凑，安装简单快速，能够适用于小型加工中心的静刚度测试，而且测试系统能够对主轴的位移变化做出快速的反应，不会损坏加工中心内部的精密零部件。

技术领域

本发明涉及加工中心静刚度测试技术领域，尤其涉及一种加工中心三向静刚度测试系统及测试方法。

背景技术

静刚度的定义:主轴单元的静刚度K,定义为使主轴前端产生单位径向位移时,在位移方向施加的力为Fr,则：K=Fr/δ;主轴单元的静刚度通常分为X、Y、Z轴三个方向,其中X、Y方向的刚度称为径向刚度，Z方向(与主轴轴心线重合)的刚度称为轴向刚度。一般情况，径向刚度远比轴向刚度重要，是衡量主轴单元刚度的重要指标,通常用来代替主轴的刚度。

目前静刚度检测装置的施力装置大多都是由气缸或液压油缸来作为机床静刚度加载的动力源，然后在气缸/液压油缸的前端安装压力传感器（SP），这种施力装置一般要有配套的控制系统（如压力控制系统）及控制逻辑电路来完成工作，附件太多安装较为繁琐从而导致整体检测速度过慢，而且这种施力装置不适用于小型加工中心的静刚度测试，通用性较差。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决传统的施力装置安装较为繁琐，整体测试速度较慢的问题，而提出的一种加工中心三向静刚度测试系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种加工中心三向静刚度测试系统，包括工作平台、用于施加载荷的假刀、设置在工作平台上方用于对假刀施加静载荷的检测机构和数据采集处理器；

所述检测机构包括检测平台、对称设置在检测平台上端的两个固定块和转动设置在检测平台上方的检测板，两个所述固定块之间设有半圆环导轨，两个所述半圆环导轨的中部滑动的设有滑套，所述检测板的两端与两个滑套相连接，所述检测板的上端设有检测组件，所述检测平台的上端还设有环形齿块，右侧所述滑套的一侧设有驱动组件；

所述驱动组件包括壳体、设置在壳体一侧的第一驱动电机和转动设置在壳体内部的第一蜗杆与第一驱动齿轮，所述第一驱动电机的输出端与第一蜗杆的一端连接，所述第一蜗杆与第一驱动齿轮相互啮合，所述第一驱动齿轮与检测平台上端设置的环形齿块相互啮合；

所述检测组件包括设置在检测板上端一侧的静载荷施加组件与挡块以及滑动设置在检测板上端另一侧的位移检测组件，所述挡块靠近静载荷施加组件的一端设有压力传感器；

所述静载荷施加组件包括滑动设置在检测板上端一侧的滑动块，所述滑动块的内部滑动的设有T型顶杆和U型顶杆，所述滑动块的内部对称转动的设置有从动齿轮，所述T型顶杆的两端设有齿条，且与从动齿轮相互啮合，所述U型顶杆靠近从动齿轮的一侧设有齿条，且U型顶杆内侧的齿条与从动齿轮相互啮合，所述T型顶杆的头部通过螺纹连接有球型顶块，所述U型顶杆远离滑动块的一端设有圆台型顶块，所述滑动块的上端设有机壳，所述机壳的一端设有第二驱动电机，所述机壳的内部转动设有第二蜗杆和第二从动蜗轮，所述第二驱动电机的输出端与第二蜗杆的一端连接，所述第二蜗杆和第二从动蜗轮相互啮合，所述T型顶杆靠近第二从动蜗轮的一端也设有齿块，且齿块与第二从动蜗轮相互啮合；

所述位移检测组件包括滑块和设置在滑块上端的电涡流位移传感器，所述滑块通过定位螺栓固定在检测板的上端。

作为上述技术方案的进一步描述：