[实用新型]机床运动均匀度自动分析处理仪

说明书

机床运动均匀度自动分析处理仪，是属于金属切削机床精度检验的仪器。

机床运动均匀度是机床工作特性的重要指标。机床运动部件速度不均匀，无论是时走时停，还是时快时慢，都会影响产品的加工精度和表面光洁度，严重时会缩短机床及刀具的使用寿命，因此，需要有专门测量机床运动均匀度的装置。

目前，测量机床运动均匀度的测量仪器主要是光栅爬行测量仪，同光线示波器配合使用。测量结果在光线示波器输出的感光纸上，只是一条硅光电池电压信号的曲线，如图1的（H－T）曲线。当机床运动均匀时，输出的电压信号应为正弦波，当波形有畸变或者疏密不均时，说明机床运动不够均匀。由附图1的（H－T）曲线中，可以明显地看出运动不均匀。但这条曲线上看不出表征机床运动均匀度的各种参数指标，因此，对机床运动均匀度只能作定性的分析，而不能作定量的分析。若想定量分析，只能是人工采样，然后作数据处理，作出位移－时间（S－T）曲线和速度－时间（V－T）曲线，一般用作图法求出几种表征机床运动均匀度的参数。从人工处理过程看出得出的结果不会准确的，而且又烦又费时间，因此，用光栅爬行测量仪进行测量后，一般都不进行数据处理，也不进行定量分析；同时用的感光纸数量多，体积大，不易保存。所以，目前在国内外还都没有制订机床运动均匀度的标准，主要是因为没有可靠而简单的测试手段。

本发明的任务是在机床运动均匀度测量中为了克服人工冗长数据采样和数据处理，发明一种自动分析处理仪器，自动采样，数据处理，并可自动输出表征机床运动均匀度的特征曲线和特征参数，处理过程迅速，准确。它可作为使用光栅爬行测量仪测量运动均匀度的后置处理装置，该任务可按照本发明得到完成。

本发明由信号放大器（8）、（见图2）。A／D放大器（9）、直流电源（10）、控制台（11）、数据自动处理系统（12）、绘图曲线仪（13）、壳体（14）、电压表（15）、支架（21）组成。控制台（11）可为键盘式输入（见图3），并带有数字显示装置（16）。壳体（14）可为木质结构或者塑料或者金属材料制成，支架（21）可以是固定的也可以是折叠式的。

下面借助附图对发明一个实施例作详细说明。

图1机床运动时的电压－时间（H－T）曲线（采样曲线）。

图2机床运动均匀度检测系统。

图3机床运动均匀度自动分析处理仪简图。图中（17）、（18）为指示灯，（19）、（20）、（23）、（24）为开关，（22）是打印输出口。

图4机床运动均匀度自动分析处理仪的输出曲线，其中，

a）是位称－时间（S－T）曲线。

b）是速度－时间（V－T）曲线。

c）是位移波动量－时间（ΔS－T）曲线。

测量时如图2所示，使用光栅爬行测量仪（Ⅰ），光栅爬行测量仪（Ⅰ）包括电源（1）、传感器体（2）和传感器（3）三部分。将传感器体（2）固定在机床的支承导轨（固定导轨）（7）上，夹持磁头（4）的千分表底座（5）固定在机床的动导轨（6）上，磁头（4）吸住传感器（3）。当机床动导轨移动时，磁头（4）带动传感器（3）随动导轨移动，由光栅透光亮度的变化产生按正弦变化的硅光电池电压信号。将光栅爬行测量仪的输出端接到本仪器（Ⅱ）的输入端。信号放大器（8）将输入的信号放大，以0－5V电压输出，由电压表（15）监控，放大后的电压信号经A／D模数转换器（9）将模拟量信号变成数字量信号，然后输给数据自动处理系统（12）进行数据处理，绘图曲线仪将采样信号（图1的H－T）曲线和进行数据处理后的位移－时间（S－T）曲线、速度－时间（V－T）曲线、位移波动量－时间（ΔS－T）曲线及特征参数输出。如图4，时走时停状态时输出的参数有机床运动时的最大爬步S₁、停留时间t₁，爬行周期t和波动量Pv＝ (V_max)/(V_a) 。式中：V_max－运动的最大速度，V_a－运动的平均速度。

当机床运动属于时快时慢时，同样输出（H－T）、（S－T）、（V－T）和（ΔS－T）曲线，同时输出特征参数：速度波动量ΔV＝V_max－V_min；位移波动量ΔS_i＝S_i－V_a·ΔT·（i－1）（i＝1，2，3，……N）

式中：ΔS_i——i点的实际位移和匀速运动时理论位移的差值（微米）。