可，防止过多线路复杂，造成不必要的麻烦；
[0029]所述数据处理模块5通过对模数转换器43传递的信号和位移传感器6传递的信号 进行处理，显示加载载荷的大小、位移变化量;计算并显示静刚度值和静刚度曲线;所述数 据处理模块5可通过LabVIEW虚拟仪器软件实现，并且直接输出实验报告，联机打印。
[0030]优选的，所述集线器8与数据处理模块5的连接接口为USB接口。
[0031]优选的，所述三向力放大器42为四通道动态应变仪。
[0032]优选的，所述测力仪41包括测力传感器，所述测力传感器采用电阻应变片式。所述 测力传感器采用SDC-L3M型应变式三向车削测力传感器。
[0033] 优选的，所述位移变量测量装置还包括用于监测位移传感器6工作的测微仪7,其 与位移传感器6并联，并通过集线器8与数据处理模块5连接。所述测微仪7的测量范围为0-12mm，精度为lum;所述测微仪7既可以单独实时显示当前的测量值，又可以将三个测微仪7 通过集线器8，实现一个串行接口与数据处理模块5连接，完成对位移变化量数据的采集和 传输;使用前先用磁力表座固定测微仪7表头，打开测微仪7开关，选择测量单位类型，调整 磁力表座位置，使测微仪7表头与刚度仪2要求的测量位置接触，并有一定的压缩量，三个并 行的测微仪7输出线与集线器8连接；
[0034] 根据测微仪7显示屏上的数据判定位移传感器6测量端与测量位置是否接触，实现 测微仪7触电压紧力的调整，提升位移传感器6的测量精度，提高位移变量的测量可靠性;为 了防止测微仪7接触不良，本发明可通过测微仪7数显表指示值和数据处理模块5中采集的 位移变化量进行比较，如果数据显示不一致或者不显示，应及时检查测微仪7触头是否接触 良好，数据线连接是否可靠，测微仪7是否有电。
[0035] 进一步，所述位移传感器6与集线器8的连接线包括时钟线和数据线，所述位移传 感器6的信号输出频率为每秒5次至每秒12次，正常情况下，输出频率为每秒8次。
[0036]进一步，所述刚度仪2分为单向刚度仪或三向刚度仪。
[0037] 该车床静刚度测量装置的测力范围Fz为:0-3000N;Fx、Fy为0-1500N，精度为±5N 即测力仪允许的误差范围；位移变量测量范围〇_12mm，精度为lum即位移传感器的最小读 数。
[0038] 更进一步，所述数据处理模块通过以下步骤处理：
[0039] a)通过对位移传感器获得y刀、y头、y尾;其中，y刀为刀架处的位移变量、y头为床头处的 位移变量、y尾为尾座处的位移变量；
[0040] b)通过测力仪获得Fx、Fy、FZ，其中，Fx为轴向方向的分力，F y为径向方向的分力，Fz 为垂直方向的分力
为切削力；
[0041 ] c
，其中1^为车床静刚度。
[0042] 车床的静刚度与床头、尾座、刀架它们之间的刚度关系可以用下式表示：
[0043]
[0044]
[0045] 式中y头、y尾、y刀为在其所受不同载荷的情况下，床头、尾座、刀架三处的对应位移变
量值
[004<
[004/
[004f
[0049]上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于 本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1. 一种车床静刚度测量装置，其特征在于，其包括加载装置、刚度仪、模拟刀具、载荷测 量装置、位移变量测量装置和数据处理模块， 所述加载装置安装于刚度仪上，其通过扳手转动螺杆的方式对模拟刀具进行加载载 荷，且加载载荷的方向由刚度仪控制； 所述载荷测量装置包括测力仪、三向力放大器和模数转换器，所述测力仪安装于模拟 刀具上，所述测力仪检测模拟刀具的受力F，并将该力F分解为?\、？7几，且将?\$几三个分 力分别转换为电压信号，所述电压信号通过三向力放大器传输至模数转换器，所述模数转 换器与数据处理模块相连； 所述位移变量测量装置包括若干个位移传感器，所述位移传感器分别位于床头、刀架 和尾座处，所述位移传感器将其测量的位移量转换为数字信号，并将数字信号传输至数据 处理模块;优选的，还包括集线器，其设置于位移变量测量装置与数据处理模块的连线上， 其输入端为并行口，输出端为串行口且与数据处理模块连接； 所述数据处理模块通过对模数转换器传递的信号和位移传感器传递的信号进行处理， 计算并显示静刚度值和静刚度曲线。2. 根据权利要求1所述的一种车床静刚度测量装置，其特征在于:所述集线器与数据处 理模块的连接接口为USB接口。3. 根据权利要求1或2所述的一种车床静刚度测量装置，其特征在于:所述三向力放大 器为四通道动态应变仪。4. 根据权利要求1或2或3所述的一种车床静刚度测量装置，其特征在于:所述测力仪包 括测力传感器，所述测力传感器采用电阻应变片式。5. 根据权利要求1或2所述的一种车床静刚度测量装置，其特征在于:所述位移变量测 量装置还包括用于监测位移传感器工作的测微仪，其与位移传感器并联，并通过集线器与 数据处理模块连接。6. 根据权利要求1或2或5所述的一种车床静刚度测量装置，其特征在于:所述位移传感 器与集线器的连接线包括时钟线和数据线，所述位移传感器的信号输出频率为每秒5次至 每秒12次。7. 根据权利要求1所述的一种车床静刚度测量装置，其特征在于:所述刚度仪分为单向 刚度仪或三向刚度仪。8. 根据权利要求1或5所述的一种车床静刚度测量装置，其特征在于:所述数据处理模 块通过以下步骤处理： a) 通过对位移传感器获得y刀、y头、y尾;其中，y刀为刀架处的位移变量、y头为床头处的位移 变量、y尾为尾座处的位移变量； b) 通过测力仪获得?\$&，其中儿为轴向方向的分力而为径向方向的分力上为垂 直方向的分力
【专利摘要】本发明涉及一种车床静刚度测量装置。其包括加载装置、刚度仪、模拟刀具、载荷测量装置、位移变量测量装置和数据处理模块，加载装置安装于刚度仪上，并对模拟刀具进行加载；载荷测量装置包括测力仪、三向力放大器和模数转换器，测力仪安装于模拟刀具上，并与三向力放大器连接，三向力放大器通过模数转换器与数据处理模块连接；位移变量测量装置包括位移传感器，位移传感器分别位于床头、刀架和尾座处，位移变量测量装置与数据处理模块相连；数据处理模块计算并显示静刚度值和静刚度曲线。通过载荷测量装置和位移变量测量装置测量不同载荷作用下不同位置的位移变化量，实现不同工况作用下车床静刚度的测定。
【IPC分类】G01M99/00
【公开号】CN105675329
【申请号】CN201610209968
【发明人】王继伟, 于艳, 于文娟, 吕宝君, 匡军
【申请人】青岛农业大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年4月6日