一种机床主传动机构动平衡调整方法与流程

本发明涉及机床主传动机构动平衡技术领域，具体涉及一种机床主传动机构动平衡调整方法。

背景技术：

目前机床多采用伺服电机驱动皮带轮带动主轴旋转，由伺服电机和皮带轮组成的传动机构是机床的核心部件，关系到最终工件的精度和整体加工质量。

电机在高速运转时，其转子若存在不平衡量将会引起转子横向振动,进而使转子受到附加动载荷,且转速越高,附加动载荷越大。尽管伺服电机在出厂时都经过严格的振动测试和动平衡校正，但是在电机转轴上通过诸如键的配合等方式安装皮带轮之类的附加零件后，传动机构可能会破坏电机原有的动平衡，导致电机高速旋转时产生离心力，引起转轴的振动，产生噪声，最终加速轴承的磨损，影响加工精度，降低机床的整体性能。因此对于机床的主传动机构需要具备良好的动平衡性能。

对伺服电机输出轴安装皮带轮的机床传动机构，目前多采用去重法进行动平衡校正。将皮带轮前端面视为第一校正面，电机尾部端面视为第二校正面，根据双面动平衡测试的方法确定两校正面上不平衡量及位置后，分别在第一校正面和第二校正面上通过钻孔去重来消除不平衡力。但这种方式会破坏电机本身结构，影响其结构刚度，动平衡调节时间较长，影响生产效率。

技术实现要素：

发明目的：本发明针对机床主传动机构，对其皮带轮预先钻孔，然后添加配重块以消除偏心力，实现机床主传动机构动平衡调整。

技术方案：本发明通过以下技术方案实现：一种机床主传动机构动平衡调整方法，所述的机床主传动机构由主伺服电机和同步皮带轮组成，包括如下步骤：

步骤1、对待装配的皮带轮，在其前端面预钻一定数目的皮带轮前端面预钻螺纹孔，在其后端面预钻一定数目的皮带轮后端面预钻螺纹孔；

步骤2、调节免键轴衬的螺钉完成皮带轮与主伺服电机的装配，准备进行不平衡量检测；

步骤3、利用双面动平衡分析仪对装有调整后皮带轮的主传动结构进行检测；

步骤4、对应电机转轴的转速，通过非接触式传感器实时采样，采集皮带轮前端面和后端面径向振动信息并反馈给上位机分析数据，确定不平衡量及位置；

步骤5、根据上位机分析得到的数据结果，在皮带轮的皮带轮前端面预钻螺纹孔和皮带轮后端面预钻螺纹孔中选择孔位固定相应重量的配重块；

步骤6、完成调整后重复以上步骤3，通过非接触式传感器采集皮带轮前端面和电机尾部端面的径向振动信号并反馈给上位机分析数据，以确认传动机构的整体动平衡精度达到要求。

进一步的，所述步骤1中，皮带轮的皮带轮前端面预钻螺纹孔和皮带轮后端面预钻螺纹孔的数量应是偶数。

进一步的，所述步骤1中，皮带轮的皮带轮前端面预钻螺纹孔和皮带轮后端面预钻螺纹孔的位置应以皮带轮的轴心对称且均匀分布。

进一步的，所述步骤1中，皮带轮的皮带轮前端面预钻螺纹孔和皮带轮后端面预钻螺纹孔仅在皮带轮两侧端面分别以一定深度进行钻孔，不贯通。

进一步的，所述步骤2中，安装过程中应保证皮带轮后端面与电机前侧端面留有一定间距l，以便于后期在皮带轮的皮带轮后端面预钻螺纹孔中固定配重块。

有益效果：本发明对机床主传动机构中需要安装的皮带轮事先在其前端面和后端面分别打好一定数目的螺纹孔，再安装到主伺服电机的转轴上进行动平衡精度检测；在电机尾部端面、皮带轮前端面和后端面分别布置三个非接触式传感器，对应电机转轴的转速，传感器实时采样，采集机床主传动机构不平衡量信息；将皮带轮前端面和后端面径向振动信号和主轴转速反馈给上位机后，根据双平面动平衡计算法确定不平衡量及对应位置；然后根据分析结果在预留螺纹孔中固定合适配重块来调节不平衡力；再通过皮带轮前端面和主电机尾部端面的非接触式传感器检测主传动机构整体动平衡精度。最终达到在不破坏主伺服电机结构的前提下完成传动机构整体的动平衡调整的目的。

本发明工艺简单，可有效节约成本，提高机床主传动机构整体精度，且可靠性高。

附图说明

图1为动平衡校正面调整的示意图；

图2为对皮带轮前端面和后端面预钻螺纹孔的示意图；

图3为本发明机床主传动机构动平衡调整的示意图；

图4为本发明所涉及的动平衡调整流程图。

其中，1是皮带轮；2是主伺服电机；3是皮带轮前端面预钻螺纹孔；4是皮带轮后端面预钻螺纹孔；5是免键轴衬；6是配重块；7是电机转轴。

具体实施方式

下面将本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的内容。

实施例

如图1所示，为某机床主传动机构，由主伺服电机和免键同步皮带轮组成。其动平衡调整方法，包含如下步骤：

步骤1、如图2所示，对待装配的皮带轮1，在其前端面预钻一定数目的皮带轮前端面预钻螺纹孔3，在其后端面预钻一定数目的皮带轮后端面预钻螺纹孔4。其中，皮带轮1的皮带轮前端面预钻螺纹孔3和皮带轮后端面预钻螺纹孔4的数量应是偶数；皮带轮1的皮带轮前端面预钻螺纹孔3和皮带轮后端面预钻螺纹孔4的位置应以皮带轮1的轴心对称且均匀分布；皮带轮1的皮带轮前端面预钻螺纹孔3和皮带轮后端面预钻螺纹孔4仅在皮带轮1两侧端面分别以一定深度进行钻孔，不贯通。

步骤2、调节免键轴衬5的螺钉完成皮带轮1与主伺服电机2的装配，准备进行不平衡量检测；如图1所示，步骤2所述的安装过程中应保证皮带轮1后端面与电机前侧端面留有一定间距l，以便于后期在皮带轮后端面预钻螺纹孔4中固定配重块6。

步骤3、利用双面动平衡分析仪对装有调整后皮带轮1的主传动结构进行检测。

步骤4、对应电机转轴7的转速，通过非接触式传感器实时采样，采集皮带轮1前端面和后端面径向振动信息并反馈给上位机分析数据，确定不平衡量及位置。

步骤5、如图3所示，根据上位机分析得到的数据结果，在皮带轮1的皮带轮前端面预钻螺纹孔3和皮带轮后端面预钻螺纹孔4中选择孔位固定相应重量的配重块6。

步骤6、如图4，完成调整后重复以上步骤3，通过非接触式传感器采集皮带轮前端面和电机尾部端面的径向振动信号并反馈给上位机分析数据，以确认传动机构的整体动平衡精度达到要求。

具体地，最终达到在不破坏主伺服电机2结构的前提下完成对该传动机构整体的动平衡调整。

本发明提供一种机床主传动机构动平衡调整的方法，该方法适用于机床传动机构的动平衡调整，其具体实施不仅仅只局限于这些说明。在不脱离本发明构思和方法的前提下，做出的任何简单修改或替代，都应在本发明的保护范畴内。

技术特征：

1.一种机床主传动机构动平衡调整方法，所述的机床主传动机构由主伺服电机和同步皮带轮组成，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、对待装配的皮带轮(1)，在其前端面预钻一定数目的皮带轮前端面预钻螺纹孔(3)，在其后端面预钻一定数目的皮带轮后端面预钻螺纹孔(4)；

步骤2、调节免键轴衬(5)的螺钉完成皮带轮(1)与主伺服电机(2)的装配，准备进行不平衡量检测；

步骤3、利用双面动平衡分析仪对装有调整后皮带轮(1)的主传动结构进行检测；

步骤4、对应电机转轴(7)的转速，通过非接触式传感器实时采样，采集皮带轮(1)前端面和后端面径向振动信息并反馈给上位机分析数据，确定不平衡量及位置；

步骤5、根据上位机分析得到的数据结果，在皮带轮(1)的皮带轮前端面预钻螺纹孔(3)和皮带轮后端面预钻螺纹孔(4)中选择孔位固定相应重量的配重块(6)；

步骤6、完成调整后重复以上步骤3，通过非接触式传感器采集皮带轮(1)前端面和电机尾部端面的径向振动信号并反馈给上位机分析数据，以确认传动机构的整体动平衡精度达到要求。

2.根据权利要求1所述的机床主传动机构动平衡调整方法，其特征在于：所述步骤1中，皮带轮(1)的皮带轮前端面预钻螺纹孔(3)和皮带轮后端面预钻螺纹孔(4)的数量应是偶数。

3.根据权利要求1所述的机床主传动机构动平衡调整方法，其特征在于：所述步骤1中，皮带轮(1)的皮带轮前端面预钻螺纹孔(3)和皮带轮后端面预钻螺纹孔(4)的位置应以皮带轮(1)的轴心对称且均匀分布。

4.根据权利要求1所述的机床主传动机构动平衡调整方法，其特征在于：所述步骤1中，皮带轮(1)的皮带轮前端面预钻螺纹孔(3)和皮带轮后端面预钻螺纹孔(4)仅在皮带轮(1)两侧端面分别以一定深度进行钻孔，不贯通。

5.根据权利要求1所述的机床主传动机构动平衡调整方法，其特征在于：所述步骤2中，安装过程中应保证皮带轮(1)后端面与电机前侧端面留有一定间距l，以便于后期在皮带轮(1)的皮带轮后端面预钻螺纹孔(4)中固定配重块(6)。

技术总结
本发明公开了对由主伺服电机和同步皮带轮组成的一种机床主传动机构动平衡调整方法。在皮带轮前端面和后端面预钻一定数目的螺纹孔；在电机尾部端面、皮带轮前端面和后端面分别布置三个非接触式传感器，对应电机转速，实现数控机床主传动机构不平衡量采集，确定不平衡量及位置；通过在皮带轮前端面和后端面预钻螺纹孔中固定配重块进行动平衡校正；再通过皮带轮前端面和主电机尾部端面的非接触式传感器检测主传动机构调整后的整体动平衡精度。本发明通过单个部件双面配重动平衡调整和整体部件动平衡验证相结合的方式来实现数控机床主传动机构的整体动平衡操作，工艺简单，可有效节约成本，提高机床主传动机构整体精度，可靠性高。

技术研发人员：潘卫国;任东;徐新朋;朱嘉诚
受保护的技术使用者：南通国盛智能科技集团股份有限公司
技术研发日：2020.03.02
技术公布日：2020.06.19