基于虚拟仪器的主轴动静态特性测试系统的研究

摘要

主轴是直接决定机床设备加工精度、效率的核心部件之一，如何提高主轴性能是机床行业一直追求的目标，开展主轴性能测试研究工作对于提高主轴及机床设备的性能具有重要的意义。本文以宁波海天精工的HTM-TC系列数控车/车削中心用主轴为研究对象，搭建一个主轴性能测试平台，并基于LabVIEW虚拟仪器开发平台编写测试系统软件，开展了主轴的动静态特性测试实验研究。
　　针对主轴动静态特性测试系统开展具体研究工作，论文取得以下成果:
　　1.在分析主轴动静态特性及其具体测试方法基础上，以HTM-TC系列数控车/车削中心主轴为研究对象，确定测试实验方案。
　　2.根据主轴系统的性能要求及其所采用的具体测试方法，确定传感器、数据采集板卡及其测试方法。
　　3.基于LabVIEW虚拟仪器平台，开发主轴回转精度、温度、振动等指标数据采集、存储及其分析程序。
　　4.设计并制造了主轴性能实验测试平台。
　　5.在构筑完成主轴测试平台系统和测试软件系统的基础上，对主轴回转精度、主轴温升和主轴振动进行现场测试，对采集到的数据进行分析和处理，绘制主轴回转轴心运动误差图、主轴回转轴心运动轨迹图、主轴温升曲线和主轴径向振动曲线，并对实验结果进行分析。
　　论文在完成以上工作内容的基础上，验证了所设计的主轴测试系统的可行性和有效性，研究成果为主轴的设计提供参考。

目录

声明

致谢

摘要

1．绪论

1．1 课题研究背景与研究意义

1．2 机床主轴及测试技术研究现状

1．2．1 机床主轴发展现状

1．2．2 主轴回转精度测试技术研究现状

1．2．3 主轴温度测试技术研究现状

1．2．4 主轴振动测试研究现状

1．2．5 虚拟仪器技术在主轴测试中的应用现状

1．3 本文研究目的与主要研究内容

1．4 本章小结

2．主轴动静态特性及其测试方法研究

2．1 主轴回转精度

2．1．1 回转精度定义

2．1．2 回转精度测试方法

2．2 主轴热变形

2．2．1 主轴热变形机理

2．2．2 主轴温度测试方法

2．2．3 主轴轴向热变形测试

2．3 主轴振动

2．3．1 主轴振动影响因素

2．3．2 主轴振动测试方法

2．4 本章小结

3．测试工作台总体设计制造

3．1 HTM-TC 35数控车／车削中心主轴系统

3．2 测试工作台的功能分析

3．3 测试工作台的整体结构设计制造

3．3．1 主轴系统固定支座结构设计制造

3．3．2 驱动系统固定支座结构设计制造

3．3．3 测试设备定位支架设计

3．4 本章小结

4．主轴动静态特性测试系统软件实现

4．1 主轴动静态特性测试软件开发环境

4．2 基于LabVIEW测试软件编程简介

4．3 主轴动静态特性测试实验程序

4．4．1 引导程序设计

4．4．2 回转精度测试程序设计

4．4．3 温升测试实验程序设计

4．4．4 振动测试实验程序设计

4．4 本章小结

5．主轴动静态特性测试实验及实验分析

5．1 主轴动静态特性测试实验范围与目的

5．2 主轴动静态特性测试硬件分析与选型

5．2．1 数据采集卡

5．2．2 温度传感器及其附件

5．2．3 电涡流位移流传感器

5．3 主轴动静态特性测试实验台搭建

5．3．1 实验台主体框架

5．3．2 传感器布置

5．4 动静态特性测试实验与分析

5．4．1 主轴回转精度测试

5．4．2 主轴温升测试

5．4．3 主轴振动测试

5．5 本章小结

6 总结与展望

6．1 论文总结

6．2 展望

参考文献

作者简介