一种机床主轴空载摩擦力矩测试方法及控制系统的制作方法

一种机床主轴空载摩擦力矩测试方法及控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及机床主轴性能测试领域，特别是涉及一种机床主轴空载摩擦力矩测试方法及控制系统。
【背景技术】
[0002]高速精密主轴旋转时的摩擦力矩是综合评价主轴动态、热态、精度性能的技术指标。高速精密主轴的装配质量对主轴的摩擦力矩影响很大，可通过主轴旋转时摩擦力矩的大小来评估主轴的装配质量。高速下主轴的摩擦力矩是主轴温度升高的主要原因。因此，主轴旋转时摩擦力矩的大小已经成为高速精密主轴装配质量和热态性能精确预估所不可忽视的技术指标。
[0003]目前工程上已有两种关于高速精密主轴摩擦力矩测试的方法，一种是根据支撑轴承摩擦力矩值估算主轴部件的总摩擦力矩。此种方法没有考虑轴系各个连接件的安装误差和主轴的初始预紧力，这与主轴部件实际的摩擦力矩存在很大的差异。另外一种是依靠人工经验转动主轴转子来预估主轴的摩擦力矩的大小，不仅劳动强度大、可靠性低，而且无法精确得到主轴在高速旋转下的摩擦力矩，不能满足现代生产中质量管理、控制的要求。

【发明内容】

[0004]本发明所要解决的技术问题是，提供一种机床主轴空载摩擦力矩测试方法及控制系统。
[0005]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:一种机床主轴空载摩擦力矩测试方法及控制系统，其特征在于，包括计算机、微量程扭矩传感器和主轴单元，所述计算机设有基于LabVIEW编制的转矩采集程序、转速控制程序和人机交互界面，以实现数据的采集、运算、分析、处理、显示、存储和微量程扭矩传感器的控制，所述转矩采集程序用于采集所述微量程扭矩传感器在设置转速下测得的摩擦力矩，所述转速控制程序用于控制微量程扭矩传感器的转速，所述人机交互界面可设置微量程扭矩传感器的极限转速、速度步长、时间步长和极限转矩，所述人机交互界面可显示微量程扭矩传感器的转速-摩擦力矩的映射关系表格、测试时间、剩余时间、当前转速和报警停车，所述微量程扭矩传感器用于按照人机交互界面设置的速度步长和时间步长通过转速控制程序驱动空载主轴单元旋转，并将空载下机床主轴单元3的空载摩擦力矩值反馈给转矩采集程序。
[0006]所述转矩采集程序采集到的摩擦力矩值大于所述人机交互界面设置的极限转矩时，自动将信息反馈给所述转速控制程序和人机交互界面并停止测试。
[0007]—种机床主轴空载摩擦力矩测试方法及控制系统，包括以下步骤:
[0008](I)在人机界面上设置微量程扭矩传感器的极限转速、速度步长、时间步长和极限转矩；
[0009](2)计算机向转矩采集程序和转速控制程序发出控制信号；
[0010](3)微量程扭矩传感器根据人机交互界面设置的极限转速、速度步长、时间步长和极限转矩驱动主轴单元旋转；
[0011](4)当主轴单元的转速等于速度步长时，在时间步长周期内通过转矩采集程序采集一稳定的摩擦力矩值存储到计算机，并开始下一速度步长的操作，直至到极限转速。
[0012]本发明可适用于各类机床主轴单元的空载摩擦力矩的测试，通用性好。本发明具有的优点和积极效果是:
[0013]采用计算机人机交互界面设置微量程扭矩传感器的极限转速、速度步长、时间步长和极限转矩，采用计算机人机交互界面显示数据的处理结果，在一定程度上实现了测试系统的自动化。
[0014]利用计算机强大的数据运算处理能力，将测试结果快速准确的显示出来，可以得到转速-摩擦力矩映射关系，大大提高了测试效率和精度。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的控制系统原理图。
[0016]图2为本发明的结构示意图。
[0017]图中:1、微量程扭矩传感器;2、计算机;3、主轴单元。
【具体实施方式】
[0018]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0019]请参阅图1一种机床主轴空载摩擦力矩测试方法及控制系统，其特征在于，包括计算机2、微量程扭矩传感器I和主轴单元3，所述计算机2设有基于LabVIEW编制的转矩采集程序、转速控制程序和人机交互界面，以实现数据的采集、运算、分析、处理、显示、存储和微量程扭矩传感器的控制，所述转矩采集程序用于采集所述微量程扭矩传感器在设置转速下测得的摩擦力矩，所述转速控制程序用于控制微量程扭矩传感器的转速，所述人机交互界面可设置微量程扭矩传感器的极限转速、速度步长、时间步长和极限转矩，所述人机交互界面可显示微量程扭矩传感器的转速-摩擦力矩的映射关系表格、测试时间、剩余时间、当前转速和报警停车，所述微量程扭矩传感器用于按照人机交互界面设置的速度步长和时间步长通过转速控制程序驱动空载主轴单元3旋转，并将空载下机床主轴单元3的空载摩擦力矩值值反馈给转矩采集程序。
[0020]所述转矩采集程序采集到的摩擦力矩值大于所述所述人机交互界面设置的极限转矩时，自动将信息反馈给所述转速控制程序和人机交互界面并停止测试。
[0021 ] 一种机床主轴空载摩擦力矩测试方法及控制系统，包括以下步骤:
[0022](I)在人机界面上设置微量程扭矩传感器的极限转速、速度步长、时间步长和极限转矩；
[0023 ] (2)计算机向转矩采集程序和转速控制程序发出控制信号；
[0024](3)微量程扭矩传感器根据人机交互界面设置的极限转速、速度步长、时间步长和极限转矩驱动主轴单元旋转；
[0025](4)当主轴单元的转速等于速度步长时，在时间步长周期内通过转矩采集程序采集一稳定的摩擦力矩值存储到计算机，并开始下一速度步长的操作，直至到极限转速。
[0026]以上显示和描述，描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是本说明书的发明原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种机床主轴空载摩擦力矩控制系统，其特征在于，包括计算机、微量程扭矩传感器和主轴单元，所述计算机设有基于LabVIEW编制的转矩采集程序、转速控制程序和人机交互界面，以实现数据的采集、运算、分析、处理、显示、存储和微量程扭矩传感器的控制，所述转矩采集程序用于采集所述微量程扭矩传感器在设置转速下测得的摩擦力矩，所述转速控制程序用于控制微量程扭矩传感器的转速，所述人机交互界面可设置微量程扭矩传感器的极限转速、速度步长、时间步长和极限转矩，所述人机交互界面可显示微量程扭矩传感器的转速-摩擦力矩的映射关系表格、测试时间、剩余时间、当前转速和报警停车。2.根据权利要求1所述的一种机床主轴空载摩擦力矩控制系统，其特征在于，微量程扭矩传感器用于按照人机交互界面设置的速度步长和时间步长通过转速控制程序驱动空载主轴单元旋转，并将空载下机床主轴单元的空载摩擦力矩值反馈给转矩采集程序。3.根据权利要求1所述的一种机床主轴空载摩擦力矩控制系统，其特征在于，所述转矩采集程序采集到的摩擦力矩值大于所述人机交互界面设置的极限转矩时，自动将信息反馈给所述转速控制程序和人机交互界面并停止测试。4.权利要求1-3任一项所述的一种机床主轴空载摩擦力矩控制系统的测试方法，包括以下步骤: (1)在人机界面上设置微量程扭矩传感器的极限转速、速度步长、时间步长和极限转矩； (2)计算机向转矩采集程序和转速控制程序发出控制信号； (3)微量程扭矩传感器根据人机交互界面设置的极限转速、速度步长、时间步长和极限转矩驱动主轴单元旋转； (4)当主轴单元的转速等于速度步长时，在时间步长周期内通过转矩采集程序采集一稳定的摩擦力矩值存储到计算机，并开始下一速度步长的操作，直至到极限转速。
【专利摘要】本发明公开了一种机床主轴空载摩擦力矩测试方法及控制系统，包括计算机、微量程扭矩传感器和主轴单元，计算机设有转矩采集程序、转速控制程序和人机交互界面。转矩采集程序通过微量程扭矩传感器采集主轴单元的摩擦力矩，转速控制程序通过微量程扭矩传感器控制主轴单元的转速，人机交互界面可设置主轴单元的极限转速、速度步长、时间步长和极限转矩，同时可显示主轴单元的转速-摩擦力矩的映射关系表格、测试时间、剩余时间、当前转速和报警停车，当摩擦力矩值大于极限转矩时，系统自动停止并报警。本发明可适用于各类机床主轴单元空载摩擦力矩的测试，通用性好。保证了测量主轴空载摩擦力矩的测试效率和安全性。
【IPC分类】B23Q17/00
【公开号】CN105500111
【申请号】CN201511000407
【发明人】吕术亮
【申请人】鼎奇(天津)主轴科技有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月25日