动态主轴回转精度检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种动态主轴回转精度检测装置，涉及精密测量领域，若干电涡流传感器轴线作正交布置于主轴检测芯轴径向方向，获取检测芯轴相应径向方向跳动位移信号，固定套通过若干紧固螺钉穿过沿主轴外套轴向方向锁紧固定，固定套包覆主轴外套固定锁紧以用于支承固定电涡流传感器和反射式光电传感器，电涡流传感器和反射式光电传感器连接嵌入式系统装置，由嵌入式系统处理装置对采集到的径向跳动数据进行分析，其中电涡流传感器和反射式光电传感器与主轴检测芯轴的检测点呈非接触状态。解决了传统接触式检测装置无法测量主轴在高速旋转动态下的径向跳动量和主轴绝对位置回转精度检测的问题，为提高主轴动态精度提供结构设计数据。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开一种动态主轴回转精度检测装置，涉及精密测量领域，若干电涡流传感器轴线作正交布置于主轴检测芯轴径向方向，获取检测芯轴相应径向方向跳动位移信号，固定套通过若干紧固螺钉穿过沿主轴外套轴向方向锁紧固定，固定套包覆主轴外套固定锁紧以用于支承固定电涡流传感器和反射式光电传感器，电涡流传感器和反射式光电传感器连接嵌入式系统装置，由嵌入式系统处理装置对采集到的径向跳动数据进行分析，其中电涡流传感器和反射式光电传感器与主轴检测芯轴的检测点呈非接触状态。解决了传统接触式检测装置无法测量主轴在高速旋转动态下的径向跳动量和主轴绝对位置回转精度检测的问题，为提高主轴动态精度提供结构设计数据。【专利说明】动态主轴回转精度检测装置
本技术涉及精密测量领域，尤其涉及一种动态主轴回转精度检测装置。
技术介绍
传统检测主轴径向跳动一般采用接触式测量，如千分表或者电感测微头顶在平整光滑的旋转环形基准面上，主轴作极低转速旋转状态下进行径向跳动测量。主轴在一定转速运转时，一般超过每分钟几十转时就不能正确读取检测数据。当主轴在更高速度旋转时，表测头振动频率加快，加上运动摩擦带来的附加抖动影响，其仪表视值已无读取意义。所以现有传统检测技术只能在准静态情况下进行主轴径向跳动检测。主轴在高速运转工作时，特别是转速达到2000r/min至10000r/min或更高时，由于动平衡误差、轴承精度及加工组装、热变形影响等因素，其准静态测量的数据与实际工况状态有较大差异，转速进入共振频率区域情况更甚。导致高动态运动精度偏差直接影响零件加工精度。现有的非接触式高动态位移检测装置基本是采用分离式功能组件或部件加计算机堆砌搭建构成，一般还要借助专用软件才能完成检测分析任务，而且整个检测系统构筑成本高，联接较为繁琐，检测操作过程复杂。所以通常情况下，由于缺少主轴在高动态的工况状态下的准确、全面、精细的回转精度数据，不利于高精度高速主轴的动态技术分析和研发制造。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种动态主轴回转精度检测装置。一种动态主轴回转精度检测装置，包括:至少两个电涡流传感器1、反射式光电传感器2和嵌入式系统处理装置，所述电涡流传感器I和反射式光电传感器2分别经信号放大器和FPGA (—种现场可编程逻辑器件)逻辑电路与所述嵌入式系统处理装置相连，所述反射式光电传感器2设置于所述主轴检测芯轴8径向方向上的固定套5上，所述反射式光电传感器2与所述主轴检测芯轴8上校准参考点的位置相对，用于获取所述主轴检测芯轴8上校准参考点的绝对位置一转脉冲信号并将所述位置一转脉冲信号经FPGA电路处理后传输给所述嵌入式系统处理装置，所述嵌入式系统处理装置根据所述绝对位置的参考点脉冲信号，对所述主轴检测芯轴8进行校准并设置所述主轴检测芯轴8的径向跳动数据采集位置点；其圆周等距位置数据采集点的采集启动脉冲信号由FPGA电路根据一转脉冲周期时域分配设置计算产生；FPGA电路分配的数据采集位置点的采集启动脉冲信号启动2通道高速A/D电路完成模数转换。FPGA电路配置有周期刷新速度判别功能，只对确认速度范围内的采集数据进行提取，保证各采集位置点的重复度，使检测结果更为准确。本技术采用所述反射式光电传感器方式获取圆周上数据采集位置点较之通常采用的旋转编码器方式比较，具有采集装置安装简便和操作安全性高的特点。为满足高动态高密度数据采集环境的系统响应要求，本技术运用FPGA电路的高实时效应进行实时协同处理，保证各采集点位置的高重复度，以在主轴高动态情况下获取更高的检测精准度。本技术采用了圆周等距分段数据采集技术，运用所述电涡流传感器I轴线设置于主轴检测芯轴8径向方向上的固定套5上，用于获取所述主轴检测芯轴8的所述采集位置点在相应径向方向上的跳动位移信号并传输给所述嵌入式系统处理装置，所述嵌入式系统处理装置对所述径向跳动数据进行分析，其中，所述电涡流传感器I和反射式光电传感器2与主轴检测芯轴的检测点呈非接触状态。解决了传统接触式检测装置无法在主轴高动态状态下的径向跳动量和回转精度检测的问题，为提高主轴动态精度提供结构设计数据。为了实现上述目的，本技术提供了 一种动态主轴回转精度检测装置。一种动态主轴回转精度检测装置，包括:套筒式传感器安装支架5、至少两个电涡流传感器1、反射式光电传感器2和嵌入式系统处理装置，所述电涡流传感器I和反射式光电传感器2分别经信号放大器和FPGA电路与所述嵌入式系统处理装置相连；所述反射式光电传感器2设置于所述主轴检测芯轴8径向方向上的套筒式传感器安装支架5上，所述反射式光电传感器2与所述主轴检测芯轴8上校准参考点的位置相对，用于获取所述主轴检测芯轴8上校准绝对位置参考点的一转脉冲信号，该信号经过脉冲整形后作为参考点的绝对位置脉冲信号，经FPGA电路进行运算处理后传输给所述嵌入式系统处理装置，所述嵌入式系统处理装置根据所述位置信号对所述主轴检测芯轴8进行速度判别校验并设置所述主轴检测芯轴8的圆周分布径向跳动数据采集位置点；其数据采集位置点的采集启动脉冲信号由FPGA电路根据一转脉冲周期时域分配设定值计算产生，在时域分配采集脉冲启动后进行连续N次数据采集，N次采集结束后等待下一个分配采集启动脉冲。分段数据连续采集技术利于实现数据过滤优选处理，保证提取数据的精准度。其参考点的位置脉冲特征有检出一转脉冲信号功能，因此该信号又用作转速检测信号。所述电涡流传感器I轴线设置于主轴检测芯轴8径向方向上的固定套5上，用于获取所述主轴检测芯轴8的所述采集位置点在相应径向方向上的跳动位移信号并传输给所述嵌入式系统处理装置，所述嵌入式系统处理装置对所述径向跳动数据进行分析，其中，所述电涡流传感器I和反射式光电传感器2与主轴检测芯轴的检测点呈非接触状态。解决了传统接触式检测装置无法在主轴高动态状态下的径向跳动量和回转精度检测的问题，为提高主轴动态精度提供结构设计数据。采用了电涡流传感器，与测试点呈非接触状态，实现对高速运动状态下的精密主轴进行径向跳动检测。所述的动态主轴回转精度检测装置，优选的，所述电涡流传感器包括:所述电涡流传感器I为两个，所述两个电涡流传感器I正交布置于主轴检测芯轴8径向方向上的套筒式传感器安装支架5上，分别用于获取主轴7的X方向和Y方向跳动位移信号。解决了传统接触式检测装置无法在主轴高动态状态下的径向跳动量和回转精度检测的问题，为提高主轴动态精度提供结构设计数据。所述的动态主轴回转精度检测装置，优选的，包括:电涡流传感器I线圈外直径Φ =6mm,电涡流传感器I端面距主轴检测芯轴8的检测面0.5mm,并在量程内进行多点测距定标。通过确定的0.5mm的电涡流传感器安装距离，并在量程内进行多点测距定标，能够收集精准的检测数据。所述的动态主轴回转精度检测装置，优选的，还包括精确稳定的特定频率的电涡流传感器正弦激励信号源。所述的动态主轴回转精度检测装置，优选的，所述主轴检测芯轴8上校准参考点为反光贴膜3，所述反射式光电传感器根据主轴反光贴膜3的位置获取主轴检测芯轴的检测圆周面绝对位置参考点，将位置参考点作为检测转速的每一转脉冲信号的起始参考点，根据起始参考点确定检测圆周面上均布7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘代福，李先广，陈鹏，陈剑，廖承渝，刘典，
申请(专利权)人：重庆机床集团有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：