多传感器信息融合在精密离心机动平衡测试系统中的应用

精密离心机动平衡测试系统由主轴上下两个测试面上的4个电容测微仪、地脚上的1个测力传感器及光栅测角元件组成。5个传感器分别测得离心机在准静态及以某一平衡转速运转时的一次谐波,测得1个地脚测力传感器输出的支反力及计算出4个电容测微仪输出的振动矢量。根据4个电容测微仪及1个地脚测力传感器的输出进行对比,给出5个传感器中某一传感器发生故障的判据。应用冗余技术与多传感器信息融合技术,使用计算机实现同步自动数据采集、处理及传感器故障报警。     

多点法机床主轴回转准确度测量系统中的关键技术

本文研究多点法机床主轴回转运动准确度测量系统中的关键技术。以8阶Butterworth滤波器MAX291为核心改进了电容测微仪系统的动态测量电路,改进后的电容测微仪在±10μm的量程内,非线性误差最大不超过0.8%,重复性准确度优于0.15%,测量准确度优于0.1μm,频响范围达4.2kHz。研究了电容测微仪动态灵敏度及线形度的测试与标定方法。开发了符合方法要求的多路并行测量系统     

轴心运动分析技术在精密轴承中的应用

文中介绍了轴承功态轴心运动轨迹测试系统和分析方法。设系统包括空气主轴驱动装置、非接触式电容测微仪、信号分析仪和计算机硬软件组成,采用多种信号评定方法。     

智能化薄膜厚度在线检测系统

本文介绍了电容测微仪和MCS—51单片机相结合构成的薄膜厚度在线检测系统。文中重点介绍了非接触式电容传感器原理及在本系统的应用方法,简要说明单片机的组成与电容测微仪的接口。     

用电容法测量零件表面光洁度

用测量位移的电容测微仪测量光洁度还是一个新课题。我们在应用电容测微仪测量金属工件过程中,一直把被测量表面的光洁度影响作为定值系统误差。但经分析后,发现测量位移的电容测微仪也能测量光洁度,并具有一定的特点。现将我们研究的成果介绍如下。     

设备改造中轴承类型的选择

1.回转精度图6为主轴径向回转精度测量显示方框图。测示用主要仪器:XJP-10转速数字显示仪,SZGB-11光电转速传感器;CW-6型电容测微仪;DWY3型振动—位移测量仪;SB-14慢扫描示波器。     

关于高精度车床主轴回转精度的测量

本文主要阐述了高精度车床主轴回转精度的几种测量方法。文中指出:对于超精加工机床、主轴回转精度的动态测试研究是直接提高另件加工精度的关键。介绍了国内外的动态测试的主要方法。文中还介绍了精密球加工机床主轴回转精度测量的方法。提出了采用试切另件后用电容测微仪对主轴径向与轴向进行近似测置的方法与理由。其测量结果和静态测量与加工另件精度基本相同。该方法适用于精加工及回转轴系具有良好的动平衡条件下的测量,测量装置简单易行,便于在生产现场使用.     

精密离心机动平衡单传感器测试方法的研究

为了增大测试传感器输出的信噪比，提出硬支承外盘刚性转子新的动平衡测试方法。在精密离心机主轴轴线的某一平面内放置1个电容测微仪，测试主轴某个横截面某个圆周不同位置在轴向上的振动量。准静态时，改变轴承气压，测得静不平衡矢量，移动上下校正面上的平衡块消除静不平衡；在此基础上，测得偶不平衡矢量，移动上下校正面上的平衡块消除偶不平衡。应用计算机，从数据采集、处理到控制动平衡执行机构，实现了精密离心机现场动平衡。     

精密离心机自动动平衡新方法的研究

使用计算机,从数据的采集、处理到控制动平衡执行机构,实现了精密离心机现场高精度调平衡的自动化。精密离心机动平衡系统由两个测试面（每个测试面上放置两个电容测微仪）、测角元件及两个校正面（每个校正面上放置四个平衡块及相应的步进电动机）构成。电容测微仪测得上下测试面处的振动矢量,上下测试面振动矢量之和的相位是静不平衡的相位。通过多次移动平衡块减小静不平衡,测得每次移动平衡块后上下测试面的振动矢量,直至上下测试面振动矢量的大小相等且方向相反为止,这时的静不平衡为零,只有偶不平衡作用在转子上。通过多次移动平衡块减小偶不平衡,直至达到动平衡精度要求为止。     

精密电容测微仪的研制

在我校党委的领导下,我们科研小组经过近两年的努力,研制成功非接触式精密电容测微仪。 本仪器是利用电容作为传感器,以非接触方式测量机械位移的一种精密电子仪器。配合相应的传感器可以测量机械振动、精密机床主轴的回转精度和轴心轨迹、机床的热变形、精密轴承的动态特性、气体和液体中的静态和动态压力、测量静载荷和动载荷以及检查轧制过程中金属带的厚度等等。 本仪器采用电容电桥原理(调幅式),在被测臂电容的引线和桥体变压器结构上采取了特殊措施,从而保证仪器有很高的灵敏度和稳定性。 仪器的特点是灵敏度高、稳定性好,当传感器电…     

高速电主轴系统热变形分析及抑制措施

从加工中心电主轴的结构和热源两方面对电主轴热变形原因进行了分析,提出了降低电主轴温升的技术方案,主要采取了减小轴承发热量、减小电动机发热量、主轴轴承循环冷却及油气润滑系统等措施,通过基于比利时Lemmens多通道动态监测仪和高精度pt100温度传感器的试验验证,高速加工中心电主轴的温升得到了有效控制,其机械性能、可靠性也得到了保障,对加工中心高速电主轴的应用及发挥其潜能具有非凡的现实意义。     

Thermal error of a hydrostatic spindle

This paper proposes a thermo-mechanical error model of a hydrostatic spindle for a high precision machine tool. By predicting the variation of motion error induced by thermal effects on a machine worktable during machining, this model allows deeper insights into the underlying mechanisms that result in evolutions of the spindle accuracy. The heat power generated in the spindle elements and the coefficients of convection heat transfer over its outer surface have been evaluated. Then, the distribution of temperature and deformation of the spindle have been simulated by a finite element coupled thermo-elastic model, from which the influence on notably spindle stiffness variation was deduced. Experimental measurement of the thrust plate axial displacement under thermal expansion is in close agreement with the computed axial thermal expansion.     

一种自动跟踪式中心架的研制

针对现有轴类工件加工中的夹持支撑存在的不足,设计了自动跟踪式中心架,该机构可以采用液压装置和双杠杆机构,实现了对轴颈的自适应支撑,高精度自动定心,达到了在粗磨、精磨及光磨工况中对轴类工件的刚性支撑的要求,提高了轴类工件的加工质量.该机构已经用于实际生产中.     

高速电主轴的结构装配工艺

无外壳电动机是高速电主轴的关键部件。介绍主轴电动机转子和定子的结构特点及其相关的装配工艺。     

并联机床电主轴干涉校验

具有空间复杂曲面加工能力的六轴联动的并联机床 ,动平台倾斜角一般应在左右 ,甚至更大。在动平台中心安装上电主轴后 ,由于动平台倾斜角的原因 ,在并联机床理论工作空间内 ,电主轴与 6根变长驱动杆之间可能会发生干涉 ,而且电主轴尺寸的不同 ,干涉发生范围也不同。本文讨论了电主轴与 6根驱动杆之间干涉计算问题 ,给出了干涉校验计算方法和公式 ,并用MATL AB5 .2软件设计了运行程序 ,这对已制造的并联机床 ,可作干涉校验 ,确定工作空间内电主轴的结构尺寸 ,或根据新的电主轴尺寸重新确定机床工作空间 ;对新的设计 ,先选定电主轴后 ,其尺寸参数 ,可作为干涉约束条件 ,可计算得到无电主轴干涉的并联机床设计参数     

角接触球轴承高速电主轴的热源特性及对策

高速电主轴是实现高速加工的首要关键技术，文中建立了电主轴的能量流模型，分析了切削热、轴承发热以及主轴电机的发热特点，并提出了提高高速电主轴热稳定性的有效措施。     

空气静压轴系支承的数值分析

采用有限差分技术,对精密轴系中的径向和轴向空气静压轴承进行了数值分析。主要针对有多个供气孔的径向轴承的复杂流场,沿周向展开承载曲面以雷诺方程为气体润滑的控制方程。同时根据质量守恒原理,制定出每个供气孔出口压力边界条件逐轮修正的迭代路线,计算出不同偏心率和供气压力下的压力分布、承载能力及流量。该技术成功地用于轴系支承精确设计并制造出精密模块化主轴轴系。     

基于决策实验室法的电主轴失效模式优先级分析

系统的失效模式优先级分析对系统的可靠性设计和可靠性分配具有重要的指导意义。电主轴作为现代高速精密机床的核心部件,要求具有较高的可靠性和更长的寿命。本文中应用决策实验室分析法,充分考虑了失效模式间的联系以及影响程度,对电主轴系统的主要失效模式进行了优先级分析,并结合与传统的风险优先数法的比较,为提高电主轴系统的可靠性和寿命提出了失效模式的优先次序意见。     

Modeling, measurement, and evaluation of spindle radial errors in a miniaturized machine tool

Miniaturized machine tools have been established as a promising technology for machining the miniature components in wider range of materials. Spindle of a miniaturized machine tool needs to provide extremely high rotational speed, while maintaining the accuracy. In this work, a capacitive sensor-based measurement technique is followed for assessing radial errors of a miniaturized machine tool spindle. Accuracy of spindle error measurement is affected by inherent error sources such as sensor offset, thermal drift of spindle, centering error, and form error of the target surface installed in the spindle. In the present work, a model-based curve-fitting method is proposed for accurate interpretation and analysis of spindle error measurement data in time domain. Experimental results of the proposed method are presented and compared with the commonly followed discrete Fourier transform-based frequency domain-filtering method. Proposed method provides higher resolution for the estimation of fundamental frequency of spindle error data. Synchronous and asynchronous radial error values are evaluated in accordance with ANSI/ASME B89.3.4M [9] standard at various spindle speeds and number of spindle revolutions. It is found that the spindle speed and number of spindle revolutions does not have much influence on synchronous radial error of the spindle. On the other hand, asynchronous radial error motion exhibits a significant speed-dependant behavior with respect to the number of spindle revolutions.     

电主轴单元在数控车削中心的应用

在机床高速化的发展趋势下,电主轴在数控机床上的应用越来越广泛.本文从电主轴单元结构、轴承、润滑和散热等方面论述其在数控车削中心的应用.