DOI: 10. 3969 / j. issn. 1009-9492. 2020. 06. 008
魏协奔，曹艳彬，徐其航，等. 车床主轴旋转精度测量系统设计［J］ . 机电工程技术，2020，49（06）：21-22.
基金项目： 2017 年揭阳市科技创新发展专项资金项目（编号： 2017xm014）； 2018 年广东省普通高校青年创新人才项目（编号：2018GkQNCX079）；揭阳职业技术学院2018年度科学研究项目（编号：2018JYCKZ04）
车床主轴旋转精度测量系统设计*
魏协奔，曹艳彬，徐其航，申利凤，孙培明
（揭阳职业技术学院， 广东揭阳522000）
摘要：车床主轴的旋转精度是衡量车床加工性能的一个重要因素。一是车床的主轴旋转精度会很大地影响车床的加工精度；二是随着数控车床的普及，要求对机床的回转精度进行实时测量、实时误差补偿。研究车床主轴旋转精度的测量方法，设计非接触式测量系统来实现机床主轴旋转精度的动态测量，并根据所采集信号初步估计车床主轴的运动情况，具有一定的理论依据及实际应用意义。
关键词：车床主轴；旋转精度；动态测量；非接触测量
中图分类号：TH122 文献标志码：A 文章编号：1009－9492 ( 2020 ) 06－0021－02
Design of Measuring System for Lathe Spindle Rotation Accuracy
WEI Xieben， CAO Yanbin， XU Qihang， SHEN Lifeng， SUN Peiming
（Jieyang Vocational and Technical College, Jieyang, Guangdong 522000, China）
Abstract: The rotation accuracy of the lathe spindle is an important factor to measure the machining performance of the lathe. One is that the turning accuracy of the spindle of the lathe will greatly affect the machining accuracy of the lathe; the second is that with the popularization of the CNC lathe, real-time measurement and real-time error compensation of the turning accuracy of the machine tool are required. Studying the measurement method of the turning accuracy of the lathe spindle, designing a non-contact measuring system to realize the dynamic measurement of the turning accuracy of the machine tool spindle,and preliminary estimation of the movement of the lathe spindle based on the collected signals have certain theoretical basis and practical application
significance.
Key words: lathe spindle; rotation accuracy; dynamic measurement; non-contact measurement
引言
车床是机械加工的重要设备之一，是衡量机械加工技术的重要机器。对于车床来说，其旋转精度会极大地影响加工性能。车床的旋转元器件包括齿轮箱、旋转主轴、动力电机等部分，这些零部件组成的主轴系统影响了零件加工的精度、加工范围以及加工的稳定性。在数控车床的加工中，主轴旋转精度的高低会极大地影响所加工出来的零件的形状精度、几何精度、表面粗糙度以及表面质量。据不完全统计，在车床零件加工的产品中，有30%～50%的圆度误差是由于车床主轴旋转精度过大造成的，而且，在越精密的机床中，这种误差就越明显。随着机械振动及故障诊断技术的不断发展，在现代制造业的机械设备维修维护中，检测传感器的精度越来越高，监测方法也更多地从事后维修转为在线监测。车床的旋转精度是衡量车床性能的一个重要指标，是影响车床零件加工是否合格的主要因素。对车床主轴的测量以及回转精度的信号分析，是对车床的振动监测及故障诊断的重要手段。因此，对机床主轴旋转精度测量系统的设计也显得尤为重要[1-2]。
在车削零件加工中，由于操作人员的技能不同，一般都会产生一定的加工误差，而操作人员的加工技能是恒定的，加工误差大的产品便成为废品。因此，为了提高产品的合格率，必须提高机床的性能以及加工精度，此时，车床的主轴回转精度就显得特别重要。一般来说，影响车床零件加工精度的因素有设计误差、机床的精密度、机床的制造误差、夹具误差、刀具误差、弹性变形、工件本身受力受热带来的误差、加工人员的测量或操作误差等。在这些误差中，对于车床来说，影响加工精度最大的是回转精度。提高车床的回转精度，可以提高零件的加工精度以及表面粗糙度，从而提高车床零件的加工精度。因此，如何测量和评定机床主轴的旋转精度，提高现有机床的加工精度，越来越受到人们的重视[3-8]。
结束语
从实验结果可以得出， 本研究采用电涡流传感器、XM120振动模块、XM500网关模块实现机床主轴旋转精度的动态测量，有效解决了车床旋转中轴心轨迹的检测问题。研究车床主轴旋转精度的测量方法，设计非接触式测量系统来实现机床主轴旋转精度的动态测量，并根据所采集信号初步估计车床主轴的运动情况，具有一定的理论依据及实际应用意义。