[发明专利]一种加工中心三向静刚度测试系统及测试方法

说明书

本发明公开了一种加工中心三向静刚度测试系统，包括用于施加载荷的假刀、数据采集处理系统，以及分别与数据采集处理系统连接的三向载荷施加装置和传感器调节固定装置，所述数据采集系统包括连接压力传感器和电涡流位移传感器的数据采集装置以及计算机，所述三向载荷施加装置包括用于三维空间方向调节的微调平台，以及设于微调平台上的顶件，传感器调节固定装置包括支架，支架连接有丝杆升降机，电涡流位移传感器设于丝杆升降机的丝杆上方，还公开了该测试系统的测试方法，本发明的加工中心三向静刚度测试系统及测试方法，能够高效的进行机床三维空间的XYZ三个方向的静刚度测试，并保证作用力方向与所测静刚度方向一致，具有较高的精度。

技术领域

本发明涉及一种刚度测试系统及测试方法，具体涉及一种静刚度测试系统及测试方法。

背景技术

在国防军工和制造业竞争力等方面，机床行业有着关键性作用，因此，我国政府已经将该行业提升到了战略性位置。国家重要的振兴目标之一就是发展大型、精密、高速数控设备和功能部件。因此，对机床的精密性的要求越来越高。加工中心是用于加工大型零件的主要机床之一，在航空、航天等领域具有十分重要的地位。机床的静刚度是评价其性能的主要指标之一，会影响加工部件的几何精度以及表面质量。同时，加工中心作为高速高精度机床，所受载荷有限，载荷过大会损坏内部的精密零部件。

目前，国内外有很多关于机床静刚度的测试装置及测试方法，但是已有的测试装置以及测试方法大多都仅针对某个方向的刚度进行测量，更换方向时拆装过程十分繁琐，效率低下。一些不带反馈系统的电控载荷施加装置容易出现作用力施加过大，损坏机床内部的精密零部件。传统的面-面接触式顶杆会引入摩擦力等作用力，同时由于面-面接触不稳定性，最终导致作用力偏离所测方向，产生测量误差。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种加工中心三向静刚度测试系统，该系统能够高效的进行机床三维空间方向的静刚度测试，并保证作用力方向与所测静刚度方向一致，具有较高的精度，还提供了该三向静刚度测试系统的测试方法，方便使用。

技术方案：本发明所述的一种加工中心三向静刚度测试系统，包括用于施加载荷的假刀、数据采集处理系统，以及分别与数据采集处理系统连接的三向载荷施加装置和传感器调节固定装置，所述数据采集系统包括连接压力传感器和电涡流位移传感器的数据采集装置以及计算机，所述三向载荷施加装置包括用于三维空间方向调节的微调平台，以及设于微调平台上的顶件，所述传感器调节固定装置包括支架，所述支架连接有丝杆升降机，所述电涡流位移传感器设于丝杆升降机的丝杆上方。

优选的，所述三向载荷施加装置向下依次通过压力传感器、连接件连接于工作台，所述压力传感器包括若干子压力传感器。

优选的，所述丝杆升降机的丝杆顶端设有转动装置，所述电涡流位移传感器设于转动装置。

优选的，所述传感器调节固定装置的支架包括下板和与其连接的侧板，所述侧板顶端连接于丝杆升降机，所述丝杆升降机包括由丝杆和手轮构成的传动组件，所述手轮设于套筒外壁并与穿设于套筒的丝杆传动连接，所述丝杆与套筒接触面设有相适配的第一导槽和第一导轨，所述转动装置包括套管以及与丝杆顶端通过法兰连接的T形基础板，所述套管径向贯穿有锁定螺栓，所述锁定螺栓一端连接于T形基础板的竖板，所述套管侧壁设有用于夹持的缺口，所述竖板还设有定位螺钉，所述套管以锁定螺栓为轴相对于竖板转动，其外壁位于水位或竖直位置时抵靠于定位螺钉。

优选的，所述微调平台包括从下到上依次设置的底板、第一动板、第二动板和顶板，所述相邻两层板的接触面设有相适配的导槽和导轨，所述相适配的导槽和导轨之间设有回位弹簧，所述相邻两层导槽或导轨正交排布。

优选的，所述相邻两层板侧壁分别错位设有凸块或顶块，所述凸块穿设有千分尺，千分尺自由端抵靠于与其相邻的顶块。

优选的，所述第一动板和第二动板螺纹连接有用于固定底板、第一动板、第二动板或顶板之间相对位置的锁紧螺栓。