一种测量主轴径向跳动的装置的制造方法
一种测量主轴径向跳动的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数控机床及测量装置技术领域，具体而言，涉及一种测量主轴径向跳动的装置。
【背景技术】
[0002]目前，在衡量数控机床对零部件的加工质量和效率时，可以通过测量数控机床的主轴径向跳动，根据主轴径向跳动的数据来说明数控机床对零部件的加工质量和效率。
[0003]当前，数控机床主轴径向跳动是采用杠杆百分表或者千分表进行测量的。百分表或千分表由表头、传动机构以及杠杆等组成，在用百分表或千分表测量数控机床主轴径向跳动时，将杠杆轻轻贴近检测棒，利用杠杆-齿轮传动机构或者杠杆-螺旋传动机构，将尺寸的长度变换为指针角位移，并在表头上指示出长度尺寸所表示数值的大小。
[0004]当技术人员从百分表或千分表上读取数控机床主轴径向跳动的数值时，在主轴径向跳动只有细微的变化的情况下，很难从百分表或千分表上读取变化的主轴径向跳动的数值，如此，记录的主轴径向跳动的数值的误差加大，从而根据记录的数据确定数控机床主轴径向跳动的数值的误差较大，影响对数控机床性能的评价。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种测量主轴径向跳动的装置，实现自动地实时采集主轴径向跳动的位移量，自动地读取主轴径向位移变化量，并自动地将机械形式的主轴径向位移变化量转变为电信号形式的主轴径向跳动信号，从而输出精确度较高的电信号形式的主轴径向跳动信号，为后续主轴径向跳动信号的处理提供更多的方便。
[0006]第一方面，本发明实施例提供了一种测量主轴径向跳动的装置，所述装置包括:测量元件、传动元件和信号转换元件；
[0007]所述测量元件分别与所述主轴检测棒和所述传动元件连接，检测所述主轴的径向位移量，并传输主轴径向位移信号给所述传动元件，以驱动所述传动元件传动；
[0008]所述信号转换元件与所述传动元件连接，对所述传动元件传输的所述主轴径向位移信号进行转换，并输出电信号形式的主轴径向跳动信号。
[0009]结合第一方面，本发明实施例提供了上述第一方面的第一种可能的实现方式，其中，所述测量元件包括第一测量杆、第二测量杆、第三测量杆、弹簧和固定板；
[0010]所述弹簧套装在所述第三测量杆上；
[0011 ]所述弹簧一端固定在所述固定板上，所述固定板套接在所述第三测量杆上；
[0012]所述第二测量杆一端与所述第一测量杆一端铰接，所述第二测量杆另一端与所述第三测量杆一端铰接；
[0013]所述第一测量杆的另一端与所述主轴检测棒接触，在所述主轴检测棒的作用下推动所述第二测量杆，所述第二测量杆在所述第一测量杆的推动下对所述弹簧进行压缩或拉伸，所述固定板在所述弹簧的反力作用下在所述第三测量杆上滑动。
[0014]结合第一方面的第一种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第二种可能的实现方式，其中所述传动元件包括直线齿轮、第一圆形齿轮、第二圆形齿轮、第三圆形齿轮、指针和电阻盘；
[0015]所述第三测量杆的一侧面上设置有直线齿轮，所述直线齿轮与所述第一圆形齿轮啮合；
[0016]所述第二圆形齿轮分别与所述第一圆形齿轮和所述第三圆形齿轮啮合，在所述第一圆形齿轮的驱动下推动所述第三圆形齿轮转动；
[0017]所述指针针尾连接在所述第三圆形齿轮中心旋转轴上，所述指针针头指向所述电阻盘，在所述第三圆形齿轮的转动下指示所述电阻盘相应位置，以指示所述主轴对应的径向位移变化量；
[0018]所述电阻盘与所述信号转换元件连接，将读取的所述主轴对应的径向位移变化量对应的主轴径向位移信号传输给所述信号转换元件，以使所述信号转换元件将所述主轴径向位移信号转换成电信号形式的主轴径向跳动信号。
[0019]结合第一方面的第二种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第三种可能的实现方式，其中所述第一圆形齿轮包括轴心圆形齿轮和轴外圆形齿轮；
[0020]所述轴心圆形齿轮与所述轴外圆形齿轮通过同心轴连接；
[0021]所述轴心圆形齿轮与所述直线齿轮啮合；
[0022]所述轴外圆形齿轮与所述第二圆形齿轮啮合，在所述轴心圆形齿轮的转动下驱动所述第二圆形齿轮转动。
[0023]结合第一方面的第二种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第四种可能的实现方式，其中，所述传动元件还包括齿轮固定件；
[0024]所述齿轮固定件与所述第三圆形齿轮连接，在所述第三圆形齿轮转动时稳固所述第三圆形齿轮平稳停止转动。
[0025]结合第一方面的第一种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第五种可能的实现方式，其中，所述固定板的中心位置设置有穿孔，所述固定板通过所述穿孔套接在所述第三测量杆上。
[0026]结合第一方面的第二种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第六种可能的实现方式，其中所述电阻盘包括圆弧形盘体和电阻Rx;
[0027]所述电阻Rx绕制在所述圆弧形盘体上；
[0028]所述电阻Rx与所述信号转换元件连接，所述电阻Rx的输出端与所述第三圆形齿轮的中心旋转轴连接，所述电阻Rx与所述指针针头贴合，在所述指针随所述第三圆形齿轮转动而转动时，所述指针指向所述电阻Rx的不同位置。
[0029]结合第一方面的第六种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第七种可能的实现方式，其中所述信号转换元件包括滤波器、电源和测量桥；
[0030]所述电源分别与所述测量桥和所述滤波器连接，为所述测量桥和所述滤波器供电；
[0031]所述测量桥分别与所述电阻Rx与所述滤波器连接，将所述电阻Rx传输的所述主轴径向位移信号转换成电信号形式的主轴径向跳动信号，并通过所述滤波器对所述主轴径向跳动信号进行滤波。
[0032]结合第一方面的第七种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第八种可能的实现方式，其中，所述滤波器包括电阻Re和电容Ce;
[0033]所述电阻Re—端与所述电阻Rx的起始端连接，所述电阻Re另一端与所述电容Ce—端串行连接，所述电容Ce的另一端与所述电阻Rx的末端连接。
[0034]结合第一方面的第七种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第九种可能的实现方式，其中，所述测量桥包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻Rb和主轴径向跳动信号输出端Ub;
[0035]所述电阻R1的一端分别与所述电阻Rx的起始端和所述Ub—端连接，所述电阻R1的另一端分别与所述电阻R2—端、所述Rb—端和所述电源的正极连接;所述R2另一端分别与所述电阻R3—端和所述Ub另一端连接；
[0036]所述电阻R3另一端分别与所述电阻Rb的另一端、所述电阻Rx的末端和所述电源的负极连接。
[0037]在本发明实施例提供的测量主轴径向跳动的装置中，该装置包括:测量元件、传动元件和信号转换元件;测量元件分别与主轴检测棒和传动元件连接，检测主轴的径向位移量，并传输主轴径向位移信号给传动元件，以驱动传动元件传动;信号转换元件与传动元件连接，对传输元件传输的主轴径向位移信号进行转换，并输出电信号形式的主轴径向跳动信号。实现了自动地实时采集主轴径向跳动的位移量，自动地读取主轴径向位移变化量，并自动地将机械形式的主轴径向位移变化量转变为电信号形式的主轴径向跳动信号，从而输出精确度较高的电信号形式的主轴径向跳动信号，为后续主轴径向跳动信号的处理提供了更多的方便。
[0038]为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0039]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0040]图1A示出了本发明实施例1所提供的一种测量主轴径向跳动的装置的第一示意图；
[0041]图1B示出了本发明实施例1所提供的测量主轴径向跳动的装置的第二示意图；
[0042]图1C示出了本发明实施例1所提供的测量主轴径向跳动的装置的第三示意图；
[0043]图1D示出了本发明实施例1所提供的测量元件的结构示意图；
[0044]图1E示出了本发明实施例1所提供的传动元件的结构示意图；
[0045]图1F示出了本发明实施例1所提供的电阻盘的结构示意图；
[0046]图1G示出了本发明实施例1所提供的第一圆形齿轮的结构示意图；
[0047]图1H示出了本发明实施例1所提供的测量主轴径向跳动的装置的第四示意图。
[0048]以上附图中的标记说明如下:
[0049]1:测量元件，2:传动元件，3:信号转换元件；
[0050]11:第一测量杆，12:第二测量杆，13:第三测量杆，14:弹簧，15: 固定板；
[0051 ]21:直线齿轮，22:第一圆形齿轮，23:第二圆形齿轮，24:第三圆形齿轮，25:指针，26:电阻盘，27:齿轮固定件；
[0052]221:轴心圆形齿轮，222:轴外圆形齿轮；
[0053]261:圆弧形盘体；
[0054]31:滤波器，32:电源，33:测量桥；
[0055]S1:主轴检测棒。
【具体实施方式】
[0056]下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域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范围。
[0057]考虑到现有技术中，当技术人员从百分表或千分表上读取数控机床主轴径向跳动的数值时，在主轴径向跳动只有细微的变化的情况下，很难从百分表或千分表上读取变化的主轴径向跳动的数值，如此，记录的主轴径向跳动的数值的误差加大，从而根据记录的数据确定数控机床主轴径向跳动的数值的误差较大，影响对数控机床性能的评价。基于此，本发明提供了一种测量主轴径向跳动的装置，实现自动地实时采集主轴径向跳动的位移量，自动地读取主轴径向位移变化量，并将机械形式的主轴径向位移变化量转变为电信号形式的主轴径向跳动信号，从而输出精确度较高的电信号形式的主轴径向跳动信号，为后续主轴径向跳动信号的处理提供了更多的方便。下面通过实施例进行描述。
[0058]实施例1
[0059]参见图1A，本发明实施例提供了一种测量主轴径向跳动的装置。该装置包括:测量元件1、传动元件2和信号转换元件3;
[0060]测量元件1分别与主轴检测棒S1和传动元件2连接，检测主轴的径向位移量，并传输主轴径向位移信号给传动元件2，以驱动传动元件2传动；
[0061]信号转换元件3与传动元件2连接，对传动元件传输的主轴径向位移信号进行转换，并输出电信号形式的主轴径向跳动信号。
[0062]上述主轴检测棒S1与数控机床的主轴连接，在测量主轴径向跳动之前，主轴检测棒S1被事先插入到主轴机械卡盘锥孔中。上述测量元件1的一端始终与主轴检测棒S1紧密接触，用于感知主轴检测棒S1的位移情况，通过实时采集主轴检测棒S1的位移状态而采集主轴的径向位移量。当数控机床在工作过程中发生径向跳动时，主轴检测棒S1的位置也随着变化，测量元件1根据主轴检测棒S1的位置变化输出相应的主轴径向位移信号，并实时将主轴径向位移信号传输给传动元件2，传动元件2在主轴径向位移信号的驱动下进行传动，传动元件2传动时将主轴径向位移信号传输给信号转换元件3，信号转换元件3将主轴径向位移信号转换成电信号形式的主轴径向跳动信号。
[0063]参见图1B和1D，测量兀件1包括第一测量杆11、第二测量杆12、第三测量杆13、弹簧14和固定板15;
[0064]弹簧14套装在第三测量杆13上；
[0065]弹簧14一端固定在固定板15上，固定板15套接在第三测量杆13上；
[0066]第二测量杆12—端与第一测量杆11一端铰接，第二测量杆12另一端与第三测量杆13—端纟父接；
[0067]第一测量杆11的另一端与主轴检测棒S1接触，在主轴检测棒S1的作用下推动第二测量杆12，第二测量杆12在第一测量杆11的推动下对弹簧14进行压缩或拉伸，固定板15在弹簧14的反力作用下在第三测量杆13上滑动。
[0068]在本发明实施例中，优选地，测量元件1可以通过第一测量杆11来检测主轴检测棒S1的位置变化，第一测量杆11和第二测量杆12按照一定长度比例关系进行设计，此设计可以将第一测量杆11感受到的小位移量转换成较大的位移量;第一测量杆11具有较高的灵敏度，与第二测量杆12和第三测量杆13配合能够检测主轴发生微小的径向跳动。
[0069]上述第一测量杆11始终与主轴检测棒S1贴合，上述第一测量杆11实时检测主轴的状态，当主轴发生径向跳动时，主轴检测棒S1的状态发生变化，其中主轴检测棒S1的状态发生变化可以是主轴检测棒S1发生位置变化，第一测量杆11在主轴检测棒S1发生的位置变化下发生位移，第二测量杆12在第一测量杆11发生位移下发生位移，第二测量杆12发生位移时对弹簧14进行压缩或拉伸，弹簧14压缩或拉伸时推动固定板15在第三测量杆13上滑动，固定板15在第三测量杆13上滑动时驱动传动元件2传动。
[0070]参见图1B和图1E，传动元件2包括直线齿轮21、第一圆形齿轮22、第二圆形齿轮23、第三圆形齿轮24、指针25和电阻盘26;
[0071]第三测量杆13的一侧面上设置有直线齿轮21，直线齿轮21与第一圆形齿轮22啮合；
[0072]第二圆形齿轮23分别与第一圆形齿轮22和第三圆形齿轮24啮合，在第一圆形齿轮22的驱动下推动第三圆形齿轮24转动；
[0073]指针25针尾连接在第三圆形齿轮24中心旋转轴上，指针25针头指向电阻盘26，在第三圆形齿轮24的转动下指示电阻盘26相应位置，以指示主轴对应的径向位移变化量；
[0074]电阻盘26与信号转换元件3连接，将读取的主轴对应的径向位移变化量对应的主轴径向位移信号传输给信号转换元件3，以使信号转换元件3将主轴径向位移信号进行转换成电信号形式的主轴径向跳动信号。
[0075]当固定板15在第三测量杆13上滑动时，通过第三测量杆13上设置的直线齿轮21，第一圆形齿轮22开始转动，当第一圆形齿轮22转动时带动第二圆形齿轮23转动，当第二圆形齿轮23转动时带动第三圆形齿轮24转动，当第三圆形齿轮24转动时指针25在电阻盘26上指示不同的位置，指针25在电阻盘26上所指示的位置对应地可以来计算主轴的径向位移变化量。
[0076]参见图1G，第一圆形齿轮22包括轴心圆形齿轮221和轴外圆形齿轮222;
[0077]轴心圆形齿轮221与轴外圆形齿轮222通过同心轴连接；
[0078]轴心圆形齿轮221与直线齿轮21啮合；
[0079]轴外圆形齿轮222与第二圆形齿轮23啮合，在轴心圆形齿轮221的转动下驱动第二圆形齿轮23转动。
[0080]上述轴外圆形齿轮222和轴心圆形齿轮221可以是通过同心轴连为一体的圆形齿轮的两个部件，也可以分别是两个独立的圆形齿轮，两个独立的圆形齿轮通过同心轴连接起来。上述轴外圆形齿轮222与上述轴心圆形齿轮221同步运转，当固定板15在第三测量杆13上滑动时，固定板15推动轴心圆形齿轮221在直线齿轮21上转动，当轴心圆形齿轮221转动时带动轴外圆形齿轮222转动，当轴外圆形齿轮222转动时推动第二圆形齿轮23转动。
[0081]参见图1B和1E，传动元件2还包括齿轮固定件27;
[0082]齿轮固定件27与第三圆形齿轮24连接，在第三圆形齿轮24转动时稳固第三圆形齿轮24平稳停止转动。
[0083]上述齿轮固定件27可以是反力弹簧，还可以是其它具有反力作用的弹性固定件。在测量主轴径向跳动时，在主轴发生径向跳动后，第三圆形齿轮24在第二圆形齿轮23的带动下转动，当第三圆形齿轮24转动时，指针25会在电阻盘26上指示不同的位置以表示主轴发生径向跳动的位移变化。指针25在电阻盘26上指示最终位置时，指针25有可能出现来回晃动以致无法在电阻盘26上指示准确的最终位置，此时通过上述齿轮固定件27将第三圆形齿轮24稳固住，第三圆形齿轮24在齿轮固定件27的稳固下停止转动，从而指针25可以准确地在电阻盘26上指示最终的位置，以使准确地指示主轴发生径向跳动时的位移变化。
[0084]当主轴再次发生径向跳动时，当第二圆形齿轮23转动时，此时，上述齿轮固定件27松开第三圆形齿轮24，以使第三圆形齿轮24在第二圆形齿轮23的带动下转动。
[0085]通过上述齿轮固定件27，指针25读取主轴发生位移变化较贴近主轴实际发生的径向跳动时的位移变化，如此，可以精确地计算出主轴的径向位移变化量，准确地读取主轴径向位移信号。
[0086]参见图1D，固定板15的中心位置设置有穿孔，固定板15通过穿孔套接在第三测量杆13上。
[0087]上述穿孔的大小与第三测量杆13匹配，以使固定板15可以在上述第三测量杆13上按照一定速度匀速滑动。在主轴发生微小的径向跳动时，在弹簧14进行压缩后，固定板15可以在第三测量杆13上缓慢滑动;在主轴发生较大的径向跳动时，固定板15可以按照一定速度在第三测量杆13上匀速滑动。
[0088]参见图1E和1F，电阻盘26包括圆弧形盘体261和电阻Rx;
[0089]电阻Rx绕制在圆弧形盘体261上；
[0090]电阻Rx与信号转换元件3连接，电阻Rx的输出端与第三圆形齿轮24的中心旋转轴连接，电阻Rx与指针25针头贴合，在指针25随第三圆形齿轮 24转动而转动时，指针25指向电阻Rx的不同位置。
[0091]上述电阻Rx为精密电阻，通过该Rx电阻值计算的数值具有较高的精度。上述第三圆形齿轮24在第二圆形齿轮23的带动下转动，当第三圆形齿轮24转动时会带动上述指针25在电阻盘26上指示电阻Rx的不同位置；当电阻盘26在工作时，电阻盘26根据该指针25在电阻fcO:指示的位置和电阻的输出端之间的电阻值计算主轴的径向位移变化量，并将计算的结果作为主轴径向位移信号，并将该主轴径向位移信号传输给信号转换元件3。
[0092]参见图1B和1H，信号转换元件3包括滤波器31、电源32和测量桥33;
[0093]电源32分别与测量桥33和滤波器连接，为测量桥33和滤波器供电；
[0094]测量桥33分别与电阻Rx与滤波器31连接，将电阻Rx传输的主轴径向位移信号转换成电信号形式的主轴径向跳动信号，并通过滤波器31对主轴径向跳动信号进行滤波。
[0095]上述电源32为滤波器31和测量桥33提供工作时所需的直流电源，滤波器31和测量桥33在该电源下正常工作。
[0096]当上述信号转换元件3接收到电阻盘26传输的主轴径向位移信号后，此时该主轴径向位移信号是电信号形式的主轴径向位移信号，测量桥33对主轴径向位移信号进行处理，将交流的主轴径向位移信号转变为直流的主轴径向位移信号，测量桥33将该处理后的直流的主轴径向位移信号作为主轴径向跳动信号，并通过滤波器31对该直流的主轴径向跳动信号进行滤波，去除主轴径向跳动信号中干扰的信号，输出纯净的主轴径向跳动信号。
[0097]当需要对主轴径向跳动的信号进行处理时，可以直接采集信号转换元件3输出的直流的主轴径向跳动信号，对通过该主轴径向跳动信号中的主轴径向跳动数据进行图像处理和数据建模等。
[0098]参见图1H，滤波器31包括电阻Re和电容Ce;
[0099]电阻Re—端与电阻Rx的起始端连接，电阻Re另一端与电容Ce—端串行连接，电容Ce的另一端与电阻Rx的末端连接。
[0100]参见图1H，测量桥33包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻Rb和主轴径向跳动信号输出端Ub;
[0101]电阻R1的一端分别与电阻Rx的起始端和所述Ub—端连接，电阻R1的另一端分别与电阻R2—端、Rb—端和电源32的正极连接;R2另一端分别与电阻R3—端和所述Ub另一端连接；
[0102]电阻R3另一端分别与电阻Rb的另一端、电阻Rx的末端和电源32的负极连接。
[0103]上述电阻R1、R2、R3的精度均选用精度较高的电阻，通过该R1、R2、R3计算的主轴的径向跳动的数据可以减小数据传输过程中的误差。
[0104]上述测量桥33通过R1、R2、R3和Rb组成的电路可以将电阻盘26输出的交流电信号形式的主轴径向位移信号转变为直流电信号形式的主轴径向跳动信号Ui。测量桥33输出的直流电信号形式的主轴径向跳动信号Ui可以被更多的电子设备或显示设备直接采集并进行处理。
[0105]在本发明实施例提供的测量主轴径向跳动的装置中，该装置包括:测量元件、传动元件和信号转换元件;测量元件分别与主轴检测棒和传动元件连接，检测主轴的径向位移量，并传输主轴径向位移信号给传动元件，以驱动传动元件传动;信号转换元件与传动元件连接，对传动元件传输的主轴径向位移信号进行转换，并输出电信号形式的主轴径向跳动信号。实现了自动地实时采集主轴径向跳动的位移量，自动地读取主轴径向位移变化量，并自动地将机械形式的主轴径向位移变化量转变为电信号形式的主轴径向跳动信号，从而输出精确度较高的电信号形式的主轴径向跳动信号，为后续主轴径向跳动信号的处理提供了更多的方便。
[0106]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种测量主轴径向跳动的装置，其特征在于，所述装置包括:测量元件、传动元件和信号转换元件； 所述测量元件分别与所述主轴检测棒和所述传动元件连接，检测所述主轴的径向位移量，并传输主轴径向位移信号给所述传动元件，以驱动所述传动元件传动； 所述信号转换元件与所述传动元件连接，对所述传动元件传输的所述主轴径向位移信号进行转换，并输出电信号形式的主轴径向跳动信号。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量元件包括第一测量杆、第二测量杆、第三测量杆、弹簧和固定板； 所述弹簧套装在所述第三测量杆上； 所述弹簧一端固定在所述固定板上，所述固定板套接在所述第三测量杆上； 所述第二测量杆一端与所述第一测量杆一端铰接，所述第二测量杆另一端与所述第三测量杆一端铰接； 所述第一测量杆的另一端与所述主轴检测棒接触，在所述主轴检测棒的作用下推动所述第二测量杆，所述第二测量杆在所述第一测量杆的推动下对所述弹簧进行压缩或拉伸，所述固定板在所述弹簧的反力作用下在所述第三测量杆上滑动。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述传动元件包括直线齿轮、第一圆形齿轮、第二圆形齿轮、第三圆形齿轮、指针和电阻盘； 所述第三测量杆的一侧面上设置有直线齿轮，所述直线齿轮与所述第一圆形齿轮啮合； 所述第二圆形齿轮分别与所述第一圆形齿轮和所述第三圆形齿轮啮合，在所述第一圆形齿轮的驱动下推动所述第三圆形齿轮转动； 所述指针针尾连接在所述第三圆形齿轮中心旋转轴上，所述指针针头指向所述电阻盘，在所述第三圆形齿轮的转动下指示所述电阻盘相应位置，以指示所述主轴对应的径向位移变化量； 所述电阻盘与所述信号转换元件连接，将读取的所述主轴对应的径向位移变化量对应的主轴径向位移信号传输给所述信号转换元件，以使所述信号转换元件将所述主轴径向位移信号转换成电信号形式的主轴径向跳动信号。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一圆形齿轮包括轴心圆形齿轮和轴外圆形齿轮； 所述轴心圆形齿轮与所述轴外圆形齿轮通过同心轴连接； 所述轴心圆形齿轮与所述直线齿轮啮合； 所述轴外圆形齿轮与所述第二圆形齿轮啮合，在所述轴心圆形齿轮的转动下驱动所述第二圆形齿轮转动。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述传动元件还包括齿轮固定件； 所述齿轮固定件与所述第三圆形齿轮连接，在所述第三圆形齿轮转动时稳固所述第三圆形齿轮平稳停止转动。6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于， 所述固定板的中心位置设置有穿孔，所述固定板通过所述穿孔套接在所述第三测量杆上。7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电阻盘包括圆弧形盘体和电阻Rx; 所述电阻Rx绕制在所述圆弧形盘体上； 所述电阻Rx与所述信号转换元件连接，所述电阻Rx的输出端与所述第三圆形齿轮的中心旋转轴连接，所述电阻Rx与所述指针针头贴合，在所述指针随所述第三圆形齿轮转动而转动时，所述指针指向所述电阻Rx的不同位置。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号转换元件包括滤波器、电源和测量桥； 所述电源分别与所述测量桥和所述滤波器连接，为所述测量桥和所述滤波器供电； 所述测量桥分别与所述电阻Rx与所述滤波器连接，将所述电阻Rx传输的所述主轴径向位移信号转换成电信号形式的主轴径向跳动信号，并通过所述滤波器对所述主轴径向跳动信号进行滤波。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述滤波器包括电阻Re和电容Ce; 所述电阻Re—端与所述电阻Rx的起始端连接，所述电阻Re另一端与所述电容Ce—端串行连接，所述电容Ce的另一端与所述电阻Rx的末端连接。10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述测量桥包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻Rb和主轴径向跳动信号输出端Ub; 所述电阻R1的一端分别与所述电阻Rx的起始端和所述Ub—端连接，所述电阻R1的另一端分别与所述电阻R2—端、所述电阻Rb—端和所述电源的正极连接;所述电阻R2另一端分别与所述电阻R3—端和所述Ub另一端连接； 所述电阻R3另一端分别与所述电阻Rb的另一端、所述电阻Rx的末端和所述电源的负极连接。
【专利摘要】本发明提供了一种测量主轴径向跳动的装置。其中，该装置包括：测量元件、传动元件和信号转换元件；测量元件分别与主轴检测棒和传动元件连接，检测主轴的径向位移量，并传输主轴径向位移信号给传动元件，以驱动传动元件传动；信号转换元件与传动元件连接，对传动元件传输的主轴径向位移信号进行转换，并输出电信号形式的主轴径向跳动信号。实现了自动地实时采集主轴径向跳动的位移量，自动地读取主轴径向位移变化量，并自动地将机械形式的主轴径向位移变化量转变为电信号形式的主轴径向跳动信号，从而输出精确度较高的电信号形式的主轴径向跳动信号，为后续主轴径向跳动信号的处理提供了更多的方便。
【IPC分类】G01B7/00
【公开号】CN105486210
【申请号】CN201510851371
【发明人】张中明, 吴晓苏, 陈佳炳, 邵铮杨, 徐华通, 崔海洋
【申请人】杭州职业技术学院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月27日
【技术领域】
[0001]本发明涉及数控机床及测量装置技术领域，具体而言，涉及一种测量主轴径向跳动的装置。
【背景技术】
[0002]目前，在衡量数控机床对零部件的加工质量和效率时，可以通过测量数控机床的主轴径向跳动，根据主轴径向跳动的数据来说明数控机床对零部件的加工质量和效率。
[0003]当前，数控机床主轴径向跳动是采用杠杆百分表或者千分表进行测量的。百分表或千分表由表头、传动机构以及杠杆等组成，在用百分表或千分表测量数控机床主轴径向跳动时，将杠杆轻轻贴近检测棒，利用杠杆-齿轮传动机构或者杠杆-螺旋传动机构，将尺寸的长度变换为指针角位移，并在表头上指示出长度尺寸所表示数值的大小。
[0004]当技术人员从百分表或千分表上读取数控机床主轴径向跳动的数值时，在主轴径向跳动只有细微的变化的情况下，很难从百分表或千分表上读取变化的主轴径向跳动的数值，如此，记录的主轴径向跳动的数值的误差加大，从而根据记录的数据确定数控机床主轴径向跳动的数值的误差较大，影响对数控机床性能的评价。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种测量主轴径向跳动的装置，实现自动地实时采集主轴径向跳动的位移量，自动地读取主轴径向位移变化量，并自动地将机械形式的主轴径向位移变化量转变为电信号形式的主轴径向跳动信号，从而输出精确度较高的电信号形式的主轴径向跳动信号，为后续主轴径向跳动信号的处理提供更多的方便。
[0006]第一方面，本发明实施例提供了一种测量主轴径向跳动的装置，所述装置包括:测量元件、传动元件和信号转换元件；
[0007]所述测量元件分别与所述主轴检测棒和所述传动元件连接，检测所述主轴的径向位移量，并传输主轴径向位移信号给所述传动元件，以驱动所述传动元件传动；
[0008]所述信号转换元件与所述传动元件连接，对所述传动元件传输的所述主轴径向位移信号进行转换，并输出电信号形式的主轴径向跳动信号。
[0009]结合第一方面，本发明实施例提供了上述第一方面的第一种可能的实现方式，其中，所述测量元件包括第一测量杆、第二测量杆、第三测量杆、弹簧和固定板；
[0010]所述弹簧套装在所述第三测量杆上；
[0011 ]所述弹簧一端固定在所述固定板上，所述固定板套接在所述第三测量杆上；
[0012]所述第二测量杆一端与所述第一测量杆一端铰接，所述第二测量杆另一端与所述第三测量杆一端铰接；
[0013]所述第一测量杆的另一端与所述主轴检测棒接触，在所述主轴检测棒的作用下推动所述第二测量杆，所述第二测量杆在所述第一测量杆的推动下对所述弹簧进行压缩或拉伸，所述固定板在所述弹簧的反力作用下在所述第三测量杆上滑动。
[0014]结合第一方面的第一种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第二种可能的实现方式，其中所述传动元件包括直线齿轮、第一圆形齿轮、第二圆形齿轮、第三圆形齿轮、指针和电阻盘；
[0015]所述第三测量杆的一侧面上设置有直线齿轮，所述直线齿轮与所述第一圆形齿轮啮合；
[0016]所述第二圆形齿轮分别与所述第一圆形齿轮和所述第三圆形齿轮啮合，在所述第一圆形齿轮的驱动下推动所述第三圆形齿轮转动；
[0017]所述指针针尾连接在所述第三圆形齿轮中心旋转轴上，所述指针针头指向所述电阻盘，在所述第三圆形齿轮的转动下指示所述电阻盘相应位置，以指示所述主轴对应的径向位移变化量；
[0018]所述电阻盘与所述信号转换元件连接，将读取的所述主轴对应的径向位移变化量对应的主轴径向位移信号传输给所述信号转换元件，以使所述信号转换元件将所述主轴径向位移信号转换成电信号形式的主轴径向跳动信号。
[0019]结合第一方面的第二种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第三种可能的实现方式，其中所述第一圆形齿轮包括轴心圆形齿轮和轴外圆形齿轮；
[0020]所述轴心圆形齿轮与所述轴外圆形齿轮通过同心轴连接；
[0021]所述轴心圆形齿轮与所述直线齿轮啮合；
[0022]所述轴外圆形齿轮与所述第二圆形齿轮啮合，在所述轴心圆形齿轮的转动下驱动所述第二圆形齿轮转动。
[0023]结合第一方面的第二种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第四种可能的实现方式，其中，所述传动元件还包括齿轮固定件；
[0024]所述齿轮固定件与所述第三圆形齿轮连接，在所述第三圆形齿轮转动时稳固所述第三圆形齿轮平稳停止转动。
[0025]结合第一方面的第一种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第五种可能的实现方式，其中，所述固定板的中心位置设置有穿孔，所述固定板通过所述穿孔套接在所述第三测量杆上。
[0026]结合第一方面的第二种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第六种可能的实现方式，其中所述电阻盘包括圆弧形盘体和电阻Rx;
[0027]所述电阻Rx绕制在所述圆弧形盘体上；
[0028]所述电阻Rx与所述信号转换元件连接，所述电阻Rx的输出端与所述第三圆形齿轮的中心旋转轴连接，所述电阻Rx与所述指针针头贴合，在所述指针随所述第三圆形齿轮转动而转动时，所述指针指向所述电阻Rx的不同位置。
[0029]结合第一方面的第六种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第七种可能的实现方式，其中所述信号转换元件包括滤波器、电源和测量桥；
[0030]所述电源分别与所述测量桥和所述滤波器连接，为所述测量桥和所述滤波器供电；
[0031]所述测量桥分别与所述电阻Rx与所述滤波器连接，将所述电阻Rx传输的所述主轴径向位移信号转换成电信号形式的主轴径向跳动信号，并通过所述滤波器对所述主轴径向跳动信号进行滤波。
[0032]结合第一方面的第七种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第八种可能的实现方式，其中，所述滤波器包括电阻Re和电容Ce;
[0033]所述电阻Re—端与所述电阻Rx的起始端连接，所述电阻Re另一端与所述电容Ce—端串行连接，所述电容Ce的另一端与所述电阻Rx的末端连接。
[0034]结合第一方面的第七种可能的实现方式，本发明实施例提供了上述第一方面的第九种可能的实现方式，其中，所述测量桥包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻Rb和主轴径向跳动信号输出端Ub;
[0035]所述电阻R1的一端分别与所述电阻Rx的起始端和所述Ub—端连接，所述电阻R1的另一端分别与所述电阻R2—端、所述Rb—端和所述电源的正极连接;所述R2另一端分别与所述电阻R3—端和所述Ub另一端连接；
[0036]所述电阻R3另一端分别与所述电阻Rb的另一端、所述电阻Rx的末端和所述电源的负极连接。
[0037]在本发明实施例提供的测量主轴径向跳动的装置中，该装置包括:测量元件、传动元件和信号转换元件;测量元件分别与主轴检测棒和传动元件连接，检测主轴的径向位移量，并传输主轴径向位移信号给传动元件，以驱动传动元件传动;信号转换元件与传动元件连接，对传输元件传输的主轴径向位移信号进行转换，并输出电信号形式的主轴径向跳动信号。实现了自动地实时采集主轴径向跳动的位移量，自动地读取主轴径向位移变化量，并自动地将机械形式的主轴径向位移变化量转变为电信号形式的主轴径向跳动信号，从而输出精确度较高的电信号形式的主轴径向跳动信号，为后续主轴径向跳动信号的处理提供了更多的方便。
[0038]为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0039]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0040]图1A示出了本发明实施例1所提供的一种测量主轴径向跳动的装置的第一示意图；
[0041]图1B示出了本发明实施例1所提供的测量主轴径向跳动的装置的第二示意图；
[0042]图1C示出了本发明实施例1所提供的测量主轴径向跳动的装置的第三示意图；
[0043]图1D示出了本发明实施例1所提供的测量元件的结构示意图；
[0044]图1E示出了本发明实施例1所提供的传动元件的结构示意图；
[0045]图1F示出了本发明实施例1所提供的电阻盘的结构示意图；
[0046]图1G示出了本发明实施例1所提供的第一圆形齿轮的结构示意图；
[0047]图1H示出了本发明实施例1所提供的测量主轴径向跳动的装置的第四示意图。
[0048]以上附图中的标记说明如下:
[0049]1:测量元件，2:传动元件，3:信号转换元件；
[0050]11:第一测量杆，12:第二测量杆，13:第三测量杆，14:弹簧，15: 固定板；
[0051 ]21:直线齿轮，22:第一圆形齿轮，23:第二圆形齿轮，24:第三圆形齿轮，25:指针，26:电阻盘，27:齿轮固定件；
[0052]221:轴心圆形齿轮，222:轴外圆形齿轮；
[0053]261:圆弧形盘体；
[0054]31:滤波器，32:电源，33:测量桥；
[0055]S1:主轴检测棒。
【具体实施方式】
[0056]下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域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范围。
[0057]考虑到现有技术中，当技术人员从百分表或千分表上读取数控机床主轴径向跳动的数值时，在主轴径向跳动只有细微的变化的情况下，很难从百分表或千分表上读取变化的主轴径向跳动的数值，如此，记录的主轴径向跳动的数值的误差加大，从而根据记录的数据确定数控机床主轴径向跳动的数值的误差较大，影响对数控机床性能的评价。基于此，本发明提供了一种测量主轴径向跳动的装置，实现自动地实时采集主轴径向跳动的位移量，自动地读取主轴径向位移变化量，并将机械形式的主轴径向位移变化量转变为电信号形式的主轴径向跳动信号，从而输出精确度较高的电信号形式的主轴径向跳动信号，为后续主轴径向跳动信号的处理提供了更多的方便。下面通过实施例进行描述。
[0058]实施例1
[0059]参见图1A，本发明实施例提供了一种测量主轴径向跳动的装置。该装置包括:测量元件1、传动元件2和信号转换元件3;
[0060]测量元件1分别与主轴检测棒S1和传动元件2连接，检测主轴的径向位移量，并传输主轴径向位移信号给传动元件2，以驱动传动元件2传动；
[0061]信号转换元件3与传动元件2连接，对传动元件传输的主轴径向位移信号进行转换，并输出电信号形式的主轴径向跳动信号。
[0062]上述主轴检测棒S1与数控机床的主轴连接，在测量主轴径向跳动之前，主轴检测棒S1被事先插入到主轴机械卡盘锥孔中。上述测量元件1的一端始终与主轴检测棒S1紧密接触，用于感知主轴检测棒S1的位移情况，通过实时采集主轴检测棒S1的位移状态而采集主轴的径向位移量。当数控机床在工作过程中发生径向跳动时，主轴检测棒S1的位置也随着变化，测量元件1根据主轴检测棒S1的位置变化输出相应的主轴径向位移信号，并实时将主轴径向位移信号传输给传动元件2，传动元件2在主轴径向位移信号的驱动下进行传动，传动元件2传动时将主轴径向位移信号传输给信号转换元件3，信号转换元件3将主轴径向位移信号转换成电信号形式的主轴径向跳动信号。
[0063]参见图1B和1D，测量兀件1包括第一测量杆11、第二测量杆12、第三测量杆13、弹簧14和固定板15;
[0064]弹簧14套装在第三测量杆13上；
[0065]弹簧14一端固定在固定板15上，固定板15套接在第三测量杆13上；
[0066]第二测量杆12—端与第一测量杆11一端铰接，第二测量杆12另一端与第三测量杆13—端纟父接；
[0067]第一测量杆11的另一端与主轴检测棒S1接触，在主轴检测棒S1的作用下推动第二测量杆12，第二测量杆12在第一测量杆11的推动下对弹簧14进行压缩或拉伸，固定板15在弹簧14的反力作用下在第三测量杆13上滑动。
[0068]在本发明实施例中，优选地，测量元件1可以通过第一测量杆11来检测主轴检测棒S1的位置变化，第一测量杆11和第二测量杆12按照一定长度比例关系进行设计，此设计可以将第一测量杆11感受到的小位移量转换成较大的位移量;第一测量杆11具有较高的灵敏度，与第二测量杆12和第三测量杆13配合能够检测主轴发生微小的径向跳动。
[0069]上述第一测量杆11始终与主轴检测棒S1贴合，上述第一测量杆11实时检测主轴的状态，当主轴发生径向跳动时，主轴检测棒S1的状态发生变化，其中主轴检测棒S1的状态发生变化可以是主轴检测棒S1发生位置变化，第一测量杆11在主轴检测棒S1发生的位置变化下发生位移，第二测量杆12在第一测量杆11发生位移下发生位移，第二测量杆12发生位移时对弹簧14进行压缩或拉伸，弹簧14压缩或拉伸时推动固定板15在第三测量杆13上滑动，固定板15在第三测量杆13上滑动时驱动传动元件2传动。
[0070]参见图1B和图1E，传动元件2包括直线齿轮21、第一圆形齿轮22、第二圆形齿轮23、第三圆形齿轮24、指针25和电阻盘26;
[0071]第三测量杆13的一侧面上设置有直线齿轮21，直线齿轮21与第一圆形齿轮22啮合；
[0072]第二圆形齿轮23分别与第一圆形齿轮22和第三圆形齿轮24啮合，在第一圆形齿轮22的驱动下推动第三圆形齿轮24转动；
[0073]指针25针尾连接在第三圆形齿轮24中心旋转轴上，指针25针头指向电阻盘26，在第三圆形齿轮24的转动下指示电阻盘26相应位置，以指示主轴对应的径向位移变化量；
[0074]电阻盘26与信号转换元件3连接，将读取的主轴对应的径向位移变化量对应的主轴径向位移信号传输给信号转换元件3，以使信号转换元件3将主轴径向位移信号进行转换成电信号形式的主轴径向跳动信号。
[0075]当固定板15在第三测量杆13上滑动时，通过第三测量杆13上设置的直线齿轮21，第一圆形齿轮22开始转动，当第一圆形齿轮22转动时带动第二圆形齿轮23转动，当第二圆形齿轮23转动时带动第三圆形齿轮24转动，当第三圆形齿轮24转动时指针25在电阻盘26上指示不同的位置，指针25在电阻盘26上所指示的位置对应地可以来计算主轴的径向位移变化量。
[0076]参见图1G，第一圆形齿轮22包括轴心圆形齿轮221和轴外圆形齿轮222;
[0077]轴心圆形齿轮221与轴外圆形齿轮222通过同心轴连接；
[0078]轴心圆形齿轮221与直线齿轮21啮合；
[0079]轴外圆形齿轮222与第二圆形齿轮23啮合，在轴心圆形齿轮221的转动下驱动第二圆形齿轮23转动。
[0080]上述轴外圆形齿轮222和轴心圆形齿轮221可以是通过同心轴连为一体的圆形齿轮的两个部件，也可以分别是两个独立的圆形齿轮，两个独立的圆形齿轮通过同心轴连接起来。上述轴外圆形齿轮222与上述轴心圆形齿轮221同步运转，当固定板15在第三测量杆13上滑动时，固定板15推动轴心圆形齿轮221在直线齿轮21上转动，当轴心圆形齿轮221转动时带动轴外圆形齿轮222转动，当轴外圆形齿轮222转动时推动第二圆形齿轮23转动。
[0081]参见图1B和1E，传动元件2还包括齿轮固定件27;
[0082]齿轮固定件27与第三圆形齿轮24连接，在第三圆形齿轮24转动时稳固第三圆形齿轮24平稳停止转动。
[0083]上述齿轮固定件27可以是反力弹簧，还可以是其它具有反力作用的弹性固定件。在测量主轴径向跳动时，在主轴发生径向跳动后，第三圆形齿轮24在第二圆形齿轮23的带动下转动，当第三圆形齿轮24转动时，指针25会在电阻盘26上指示不同的位置以表示主轴发生径向跳动的位移变化。指针25在电阻盘26上指示最终位置时，指针25有可能出现来回晃动以致无法在电阻盘26上指示准确的最终位置，此时通过上述齿轮固定件27将第三圆形齿轮24稳固住，第三圆形齿轮24在齿轮固定件27的稳固下停止转动，从而指针25可以准确地在电阻盘26上指示最终的位置，以使准确地指示主轴发生径向跳动时的位移变化。
[0084]当主轴再次发生径向跳动时，当第二圆形齿轮23转动时，此时，上述齿轮固定件27松开第三圆形齿轮24，以使第三圆形齿轮24在第二圆形齿轮23的带动下转动。
[0085]通过上述齿轮固定件27，指针25读取主轴发生位移变化较贴近主轴实际发生的径向跳动时的位移变化，如此，可以精确地计算出主轴的径向位移变化量，准确地读取主轴径向位移信号。
[0086]参见图1D，固定板15的中心位置设置有穿孔，固定板15通过穿孔套接在第三测量杆13上。
[0087]上述穿孔的大小与第三测量杆13匹配，以使固定板15可以在上述第三测量杆13上按照一定速度匀速滑动。在主轴发生微小的径向跳动时，在弹簧14进行压缩后，固定板15可以在第三测量杆13上缓慢滑动;在主轴发生较大的径向跳动时，固定板15可以按照一定速度在第三测量杆13上匀速滑动。
[0088]参见图1E和1F，电阻盘26包括圆弧形盘体261和电阻Rx;
[0089]电阻Rx绕制在圆弧形盘体261上；
[0090]电阻Rx与信号转换元件3连接，电阻Rx的输出端与第三圆形齿轮24的中心旋转轴连接，电阻Rx与指针25针头贴合，在指针25随第三圆形齿轮 24转动而转动时，指针25指向电阻Rx的不同位置。
[0091]上述电阻Rx为精密电阻，通过该Rx电阻值计算的数值具有较高的精度。上述第三圆形齿轮24在第二圆形齿轮23的带动下转动，当第三圆形齿轮24转动时会带动上述指针25在电阻盘26上指示电阻Rx的不同位置；当电阻盘26在工作时，电阻盘26根据该指针25在电阻fcO:指示的位置和电阻的输出端之间的电阻值计算主轴的径向位移变化量，并将计算的结果作为主轴径向位移信号，并将该主轴径向位移信号传输给信号转换元件3。
[0092]参见图1B和1H，信号转换元件3包括滤波器31、电源32和测量桥33;
[0093]电源32分别与测量桥33和滤波器连接，为测量桥33和滤波器供电；
[0094]测量桥33分别与电阻Rx与滤波器31连接，将电阻Rx传输的主轴径向位移信号转换成电信号形式的主轴径向跳动信号，并通过滤波器31对主轴径向跳动信号进行滤波。
[0095]上述电源32为滤波器31和测量桥33提供工作时所需的直流电源，滤波器31和测量桥33在该电源下正常工作。
[0096]当上述信号转换元件3接收到电阻盘26传输的主轴径向位移信号后，此时该主轴径向位移信号是电信号形式的主轴径向位移信号，测量桥33对主轴径向位移信号进行处理，将交流的主轴径向位移信号转变为直流的主轴径向位移信号，测量桥33将该处理后的直流的主轴径向位移信号作为主轴径向跳动信号，并通过滤波器31对该直流的主轴径向跳动信号进行滤波，去除主轴径向跳动信号中干扰的信号，输出纯净的主轴径向跳动信号。
[0097]当需要对主轴径向跳动的信号进行处理时，可以直接采集信号转换元件3输出的直流的主轴径向跳动信号，对通过该主轴径向跳动信号中的主轴径向跳动数据进行图像处理和数据建模等。
[0098]参见图1H，滤波器31包括电阻Re和电容Ce;
[0099]电阻Re—端与电阻Rx的起始端连接，电阻Re另一端与电容Ce—端串行连接，电容Ce的另一端与电阻Rx的末端连接。
[0100]参见图1H，测量桥33包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻Rb和主轴径向跳动信号输出端Ub;
[0101]电阻R1的一端分别与电阻Rx的起始端和所述Ub—端连接，电阻R1的另一端分别与电阻R2—端、Rb—端和电源32的正极连接;R2另一端分别与电阻R3—端和所述Ub另一端连接；
[0102]电阻R3另一端分别与电阻Rb的另一端、电阻Rx的末端和电源32的负极连接。
[0103]上述电阻R1、R2、R3的精度均选用精度较高的电阻，通过该R1、R2、R3计算的主轴的径向跳动的数据可以减小数据传输过程中的误差。
[0104]上述测量桥33通过R1、R2、R3和Rb组成的电路可以将电阻盘26输出的交流电信号形式的主轴径向位移信号转变为直流电信号形式的主轴径向跳动信号Ui。测量桥33输出的直流电信号形式的主轴径向跳动信号Ui可以被更多的电子设备或显示设备直接采集并进行处理。
[0105]在本发明实施例提供的测量主轴径向跳动的装置中，该装置包括:测量元件、传动元件和信号转换元件;测量元件分别与主轴检测棒和传动元件连接，检测主轴的径向位移量，并传输主轴径向位移信号给传动元件，以驱动传动元件传动;信号转换元件与传动元件连接，对传动元件传输的主轴径向位移信号进行转换，并输出电信号形式的主轴径向跳动信号。实现了自动地实时采集主轴径向跳动的位移量，自动地读取主轴径向位移变化量，并自动地将机械形式的主轴径向位移变化量转变为电信号形式的主轴径向跳动信号，从而输出精确度较高的电信号形式的主轴径向跳动信号，为后续主轴径向跳动信号的处理提供了更多的方便。
[0106]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种测量主轴径向跳动的装置，其特征在于，所述装置包括:测量元件、传动元件和信号转换元件； 所述测量元件分别与所述主轴检测棒和所述传动元件连接，检测所述主轴的径向位移量，并传输主轴径向位移信号给所述传动元件，以驱动所述传动元件传动； 所述信号转换元件与所述传动元件连接，对所述传动元件传输的所述主轴径向位移信号进行转换，并输出电信号形式的主轴径向跳动信号。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量元件包括第一测量杆、第二测量杆、第三测量杆、弹簧和固定板； 所述弹簧套装在所述第三测量杆上； 所述弹簧一端固定在所述固定板上，所述固定板套接在所述第三测量杆上； 所述第二测量杆一端与所述第一测量杆一端铰接，所述第二测量杆另一端与所述第三测量杆一端铰接； 所述第一测量杆的另一端与所述主轴检测棒接触，在所述主轴检测棒的作用下推动所述第二测量杆，所述第二测量杆在所述第一测量杆的推动下对所述弹簧进行压缩或拉伸，所述固定板在所述弹簧的反力作用下在所述第三测量杆上滑动。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述传动元件包括直线齿轮、第一圆形齿轮、第二圆形齿轮、第三圆形齿轮、指针和电阻盘； 所述第三测量杆的一侧面上设置有直线齿轮，所述直线齿轮与所述第一圆形齿轮啮合； 所述第二圆形齿轮分别与所述第一圆形齿轮和所述第三圆形齿轮啮合，在所述第一圆形齿轮的驱动下推动所述第三圆形齿轮转动； 所述指针针尾连接在所述第三圆形齿轮中心旋转轴上，所述指针针头指向所述电阻盘，在所述第三圆形齿轮的转动下指示所述电阻盘相应位置，以指示所述主轴对应的径向位移变化量； 所述电阻盘与所述信号转换元件连接，将读取的所述主轴对应的径向位移变化量对应的主轴径向位移信号传输给所述信号转换元件，以使所述信号转换元件将所述主轴径向位移信号转换成电信号形式的主轴径向跳动信号。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一圆形齿轮包括轴心圆形齿轮和轴外圆形齿轮； 所述轴心圆形齿轮与所述轴外圆形齿轮通过同心轴连接； 所述轴心圆形齿轮与所述直线齿轮啮合； 所述轴外圆形齿轮与所述第二圆形齿轮啮合，在所述轴心圆形齿轮的转动下驱动所述第二圆形齿轮转动。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述传动元件还包括齿轮固定件； 所述齿轮固定件与所述第三圆形齿轮连接，在所述第三圆形齿轮转动时稳固所述第三圆形齿轮平稳停止转动。6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于， 所述固定板的中心位置设置有穿孔，所述固定板通过所述穿孔套接在所述第三测量杆上。7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电阻盘包括圆弧形盘体和电阻Rx; 所述电阻Rx绕制在所述圆弧形盘体上； 所述电阻Rx与所述信号转换元件连接，所述电阻Rx的输出端与所述第三圆形齿轮的中心旋转轴连接，所述电阻Rx与所述指针针头贴合，在所述指针随所述第三圆形齿轮转动而转动时，所述指针指向所述电阻Rx的不同位置。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号转换元件包括滤波器、电源和测量桥； 所述电源分别与所述测量桥和所述滤波器连接，为所述测量桥和所述滤波器供电； 所述测量桥分别与所述电阻Rx与所述滤波器连接，将所述电阻Rx传输的所述主轴径向位移信号转换成电信号形式的主轴径向跳动信号，并通过所述滤波器对所述主轴径向跳动信号进行滤波。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述滤波器包括电阻Re和电容Ce; 所述电阻Re—端与所述电阻Rx的起始端连接，所述电阻Re另一端与所述电容Ce—端串行连接，所述电容Ce的另一端与所述电阻Rx的末端连接。10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述测量桥包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻Rb和主轴径向跳动信号输出端Ub; 所述电阻R1的一端分别与所述电阻Rx的起始端和所述Ub—端连接，所述电阻R1的另一端分别与所述电阻R2—端、所述电阻Rb—端和所述电源的正极连接;所述电阻R2另一端分别与所述电阻R3—端和所述Ub另一端连接； 所述电阻R3另一端分别与所述电阻Rb的另一端、所述电阻Rx的末端和所述电源的负极连接。
【专利摘要】本发明提供了一种测量主轴径向跳动的装置。其中，该装置包括：测量元件、传动元件和信号转换元件；测量元件分别与主轴检测棒和传动元件连接，检测主轴的径向位移量，并传输主轴径向位移信号给传动元件，以驱动传动元件传动；信号转换元件与传动元件连接，对传动元件传输的主轴径向位移信号进行转换，并输出电信号形式的主轴径向跳动信号。实现了自动地实时采集主轴径向跳动的位移量，自动地读取主轴径向位移变化量，并自动地将机械形式的主轴径向位移变化量转变为电信号形式的主轴径向跳动信号，从而输出精确度较高的电信号形式的主轴径向跳动信号，为后续主轴径向跳动信号的处理提供了更多的方便。
【IPC分类】G01B7/00
【公开号】CN105486210
【申请号】CN201510851371
【发明人】张中明, 吴晓苏, 陈佳炳, 邵铮杨, 徐华通, 崔海洋
【申请人】杭州职业技术学院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年11月27日
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