机床刚度-温升热变形测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了机床刚度‑温升热变形测试系统。该测试系统包括位移的检测、温升热变形的检测、力的检测以及刚度的检测。所述的位移的检测模块包括位移传感器以及电涡流位移传感器‑前置器；所述的温升热变形检测模块包括温度传感器以及温度变送器，同时还可以检测由于温度引起的位移变形；所述的力的检测模块包括力传感器以及力放大器；所述的刚度模块是通过力的变形量以及受力之后位移产生的变形量进行计算获得的。箱体里边还包括220V转24V的线性电源、数据采集卡。数据采集卡将各个传感器传来的AD模拟量数据转换成电压，通过USB数据线将数据采集卡与上位机连接进行读取AD模拟量数据。

Testing system of machine tool rigidity temperature rise and thermal deformation

The utility model discloses a testing system for the rigidity \u2011 temperature rise and thermal deformation of a machine tool. The test system includes displacement detection, temperature rise thermal deformation detection, force detection and stiffness detection. The displacement detection module includes a displacement sensor and an eddy current displacement sensor \u2011 proximitor; the temperature rise thermal deformation detection module includes a temperature sensor and a temperature transmitter, and it can also detect the displacement deformation caused by temperature; the force detection module includes a force sensor and a force amplifier; the stiffness module is based on the deformation of the force And the deformation caused by displacement after stress is calculated. The cabinet also includes a linear power supply of 220V to 24V and a data acquisition card. The data acquisition card converts the ad analog data from each sensor into voltage, and connects the data acquisition card with the upper computer through USB data line to read the ad analog data.

【技术实现步骤摘要】
机床刚度-温升热变形测试系统
本技术属于测量机床的力、温度以及受到力之后变形的位移的实验领域，特别涉及到测量机床的刚度的实验平台。
技术介绍
以测量装置作为基本单元，通过调查研究，国内的机床厂对于刚度的检测、温升热变形的检测少，然而机床厂在给机床制作说明书的时候，还是要注明刚度的性能指标以及温升热变形的性能指标。同时也会注明机床的最大能够承受多大的力，以及受力之后的位移的变形偏移量有多大等一些性能指标。但是有些机床厂测量的设备较大，不便于进行携带，以至于不便于进行上门进行检测。本技术推出的机床刚度-温升热变形测试系统，具有体积小、测量速度快、测量数据准确、零机械传动、误差小的优势，大大减小了机床及其功能部件的体积。本技术很好的运用了受力的情况以及受力之后产生的位移情况进行刚度的检验以及对温升热变形也有很好的研究。
技术实现思路
本技术的目的是为研究力的加载情况、由温升产生的热变形情况、受力之后位移产生的变形情况以及机床刚度的情况。该测试系统包括位移的检测、温升热变形的检测、力的检测以及刚度的检测。所述的位移的检测模块包括位移传感器以及电涡流位移传感器-前置器；所述的温升热变形检测模块包括温度传感器以及温度变送器，同时还可以检测由于温度引起的位移变形；所述的力的检测模块包括力传感器以及力放大器；所述的刚度模块是通过力的变形量以及受力之后位移产生的变形量进行计算获得的。进一步，其特征在于：通过USB数据线将数据采集卡与上位机进行连接，由上位机发出指令去使数据采集卡进行工作，并且开始采集位移传感器、温度传感器和力传感器通过各个变送器以及放大器传送到数据采集卡的AD模拟量电压。进一步，其特征在于：可以实现AD模拟量数据和DI数字量数据进行互相的转换，位移传感器、力传感器以及温度传感器和数据采集卡进行结合实现对加载力、机床的温度以及加载力之后测量位置产生的位移量进行实时的检测。进一步，其特征在于：上位机采集的刚度是由加载力的大小和加载力的过程中位移的变化量来进行计算得出。本技术的有优点在于：本测量系统可以直观并且实时的检测到机床的温度、位移、力以及温升热变形的情况。尤其是对刚度的检测，是评价机床的非常重要的一个性能指标。各种传感器与数据采集卡进行相连接，数据采集卡在通过USB数据线与上位机进行连接，上位机可以对数据采集卡进行二次开发，编辑出用户需要的界面进行检测。主要是能够实现实时监测，对机床的各项性能指标进行检测。附图说明图1为本技术原理控制流程图。图2为本技术箱体零件布置图。图3为本技术箱体正面图。图4为本技术数据采集卡引脚图。图5为本技术电涡流位移前置器。图6为本技术力放大器。图7为本技术温度变送器。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1是测试系统的原理控制流程图。该测试系统包括位移的检测、温升热变形的检测、力的检测以及刚度的检测，如所示：通过上位机进行指令发送与数据分析传送到数据采集卡之后，数据采集卡进行采集力放大器、温度变送器、电涡流前置器传送过来的数据并且进行数据的转换，最后通过上位机进行二次开发，通过电脑进行数据分析，计算出刚度的数值并分析，同时可以计算出温升热变形的情况。图2是箱体零件布置图。该箱体包括数据采集卡、线性电源、力放大器、温度变送器以及位移前置器。在力放大器、位移前置器、温度变送器的一头分别接上各自的传感器，另一头分别接上数据采集卡的引脚通道，通过一定的连线方式实现数据的实时采集。图3是箱体的正面图。该采集卡使用了九个通道，分别是三个位移、三个力以及三个温度。传感器的插头均采用市面上的lemo头所制，传感器通过lemo头与变送器以及放大器进行连接，将数据传送到采集卡之中。在使用本技术机床刚度-温升热变形测试系统之前，需要将本技术提供的数据采集卡的跳线选择到需要的模式，本技术将跳线设置到正负10V，在上位机对数据采集卡进行二次开发的时候，注意数据采集卡的采集范围。在使用本技术机床刚度-温升热变形测试系统之前，可以将力放大器打开，调节里边的电压旋转按钮，在打开数据采集卡自带的调试软件，根据软件显示的数值进行调节力放大器的电压。在使用本技术机床刚度-温升热变形测试系统之前，当需要将传感器插头进行转接的时候，需要注意的是，在连接lemo头的时候，需要lemo头的线和放大器以及变送器的线对应相应的位置，否则检测结果不正确。本技术的机床刚度-温升热变形测试系统在进行使用时，需要注意的是将传感器的插头结成和箱体上的插头一致在进行使用，本使用新型的插头使用的是lemo头。本技术的机床刚度-温升热变形测试系统实现了对刚度以及温升热变形的研究，建立了完整的测量系统。根据对测量系统检测出来的数据进行分析机床的各项性能指标，以便于使用人员做出判断。在安全的实验条件下，能够针对特定的要求进行试验研究，能够对数据进行实时的采集和分析，具有较精确的控制效果和扩展性。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。尽管已经示出和描述了本技术，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.机床刚度-温升热变形测试系统，该测试系统包括位移的检测、温升热变形的检测、力的检测以及刚度的检测，所述的位移的检测模块包括位移传感器以及电涡流位移传感器-前置器；所述的温升热变形检测模块包括温度传感器以及温度变送器，同时还可以检测由于温度引起的位移变形；所述的力的检测模块包括力传感器以及力放大器；所述的刚度模块是通过力的变形量以及受力之后位移产生的变形量进行计算获得的，其特征在于：通过USB数据线将数据采集卡与上位机进行连接，由上位机发出指令去数据采集卡进行工作，开始采集位移传感器、温度传感器和力传感器通过各个变送器以及放大器的数据并传送到数据采集卡的AD模拟量电压。/n

【技术特征摘要】
1.机床刚度-温升热变形测试系统，该测试系统包括位移的检测、温升热变形的检测、力的检测以及刚度的检测，所述的位移的检测模块包括位移传感器以及电涡流位移传感器-前置器；所述的温升热变形检测模块包括温度传感器以及温度变送器，同时还可以检测由于温度引起的位移变形；所述的力的检测模块包括力传感器以及力放大器；所述的刚度模块是通过力的变形量以及受力之后位移产生的变形量进行计算获得的，其特征在于：通过USB数据线将数据采集卡与上位机进行连接，由上位机发出指令去数据采集卡进行工作，开始采集位移传感器、温度传感器和力传感器通过各个变送器以及放大器的数据并传送到数据采集卡的AD模拟量电压。


2.根据权利要求1所述的机床刚度-温升热变形测试系统，其特征在于可以实现AD模拟量数据和D...

【专利技术属性】
技术研发人员：于嘉龙，彭宝营，杨庆东，张瑞乾，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：新型
国别省市：北京;11