一种数控机床主轴扭矩加载测量装置

技术领域

本发明涉及主轴扭矩测量技术领域，具体为一种数控机床主轴扭矩加载测量装置。

背景技术

机床高速电主轴是采用高速切削技术的数控机床核心功能部件之一，其主要功能是实现机床的切削运动。它将机床的主轴与电机轴合二为一，实现了主运动系统的“零传动”。这种“零传动”不仅使高速电主轴具有了结构紧凑、转速高、易于平衡、传动效率高和定位准确等优点，而且简化了机床的传动与结构，提高了机床的动态灵敏度、加工精度和工作可靠性，满足了高速切削对机床“高速度、高精度、高可靠性及小振动”的要求。

公开号为CN107765637B提出了一种用于机床高速电主轴的扭矩测量装置及测量方法，在测量时有效的降低了电主轴的转速并传递转矩，使得转矩的测量更加准确，但这种结构构造的测量装置，其适用性不够广，仅仅只适用于立式电主轴在顶部的数控机床，对于一些卧式的，电主轴在一侧的数控机床则不便于进行检测使用，且这种扭矩测量装置的安装架高度是固定不变的，不能够根据机床使实际高度需求对该测量装置的高度进行调整。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种数控机床主轴扭矩加载测量装置，解决了现有测量装置其适用性不够广，仅仅只适用于立式电主轴在顶部的数控机床，对于一些卧式的，电主轴在一侧的数控机床则不便于进行检测使用，且这种扭矩测量装置的安装架高度是固定不变的，不能够根据机床使实际高度需求对该测量装置的高度进行调整的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种数控机床主轴扭矩加载测量装置，包括机架、减速器、扭矩转速传感器和电力测功电机，其特征在于：所述机架的一侧固定连接有支撑板，所述支撑板的表面设置有L型固定板，所述减速器、扭矩转速传感器和电力测功电机均固定在L型固定板的上表面，所述支撑板的内部滑动连接有伸缩板，所述伸缩板位于支撑板外部的一端与L型固定板转动连接，所述支撑板的两侧均设置有固定架，所述固定架的内部设置有转动调节机构；

所述机架的内部固定连接有隔板，所述隔板的上表面设置有控制器，所述隔板的下方设置有双向螺杆，所述双向螺杆的中部位置与隔板的下表面之间设置有传动机构，所述双向螺杆的两端与机架的内壁转动连接，所述双向螺杆的外表面螺纹套接有两个螺纹套，两个所述螺纹套的下表面转动连接有两个转动架，两个转动架的中部位置交叉转动连接，两个转动架底端设置有伸缩底板，所述伸缩底板的内部固定连接有导向杆，所述导向杆的外表面滑动套接有两个滑套，两个转动架的两端分别与两个滑套的顶端转动连接。

优选的，所述伸缩板位于支撑板外部的一端开设有豁槽，所述豁槽的内部转动连接有转动杆，所述转动杆的外表面固定套接有固定套，所述固定套的顶端与L型固定板的下表面中部位置固定连接，所述转动杆的两端分别延伸至伸缩板的外部。

优选的，所述转动调节机构包括电动推杆、齿条和齿轮，所述齿轮固定套接于转动杆两端的外表面，所述电动推杆与固定架的内壁固定连接，所述电动推杆的伸缩端与齿条的一端固定连接，所述齿条与齿轮啮合连接。

优选的，所述传动机构包括驱动电机、蜗杆和蜗轮，所述蜗轮固定套接于双向螺杆的外表面中部位置，所述驱动电机与隔板的下表面中部位置固定连接，所述驱动电机的驱动端与蜗杆固定连接，所述蜗杆与蜗轮啮合连接。

优选的，所述机架的外壁固定连接有四个移动滚轮；所述伸缩底板的下表面固定连接有四个稳定座。

优选的，所述减速器的驱动端设置有加载杆，所述减速器、扭矩转速传感器和电力测功电机之间通过联轴器连接；所述机架的一侧设置有机床，所述机床的侧壁连接有电主轴，所述减速器的驱动端的加载杆与电主轴连接。

工作原理：该测量装置当需要对立式的机床的电主轴27进行测量时，将装置推至机床28一侧，通过减速器3上的加载杆与电主轴29连接，之后所述机床28的电主轴29带动所述加载杆高速旋转，所述加载杆的高速转动通过减速器3的换向减速作用传递给扭矩转速传感器，电力测功电机5提供负载，读取所述扭矩转速传感器4和所述电力测功电机5的测量值；当需要对一些在机床28一侧的电主轴29进行测量时，启动电动推杆12，电动推杆12推动齿条13移动，使与齿条13啮合的齿轮14带动转动杆10进行转动，同时转动杆10带动固定套9转动，实现L型固定板2的转动，将L型固定板2由水平转变为竖直状态，同时通过启动驱动电机21使其驱动蜗杆15转动，蜗杆15带动蜗轮22转动，使得双向螺杆20转动，在双向螺杆20转动时两个螺纹套23移动，使得两个转动架26之前的角度发生改变，使得伸缩底板24伸出，以便对机架的高度进行调节，使得减速器3驱动端的加载杆与电主轴29位于同一直线上，当加载杆与电主轴29之间的距离较远时，可拉动伸缩板伸出以便调整距离，之后使加载杆与电主轴29连接，通过与上述相同的测量步骤进行测量。

（三）有益效果

本发明提供了一种数控机床主轴扭矩加载测量装置。具备以下有益效果：

该发明可根据机床上电主轴设置的不同位置对减速器、扭矩转速传感器、电力测功电机的位置进行调节，使得位于机床顶端的电主轴或位于机床侧面的电主轴均可方便进行测量，同时还能够根据实际机床的高度需求对机架的高度进行调节，以满足不同机床的需求，提高了装置的适用性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明在测量在机床侧面的主轴时的状态图；

图3为本发明在图2状态下的局部俯视图；

图4为本发明的机架的内部结构图。

其中，1、机架；2、L型固定板；3、减速器；4、扭矩转速传感器；5、电力测功电机；6、支撑板；7、伸缩板；8、豁槽；9、固定套；10、转动杆；11、固定架；12、电动推杆；13、齿条；14、齿轮；15、蜗杆；16、移动滚轮；17、稳定座；18、隔板；19、控制器；20、双向螺杆；21、驱动电机；22、蜗轮；23、螺纹套；24、伸缩底板；25、导向杆；26、转动架；27、滑套；28、机床；29、电主轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1-4示，本发明实施例提供一种数控机床主轴扭矩加载测量装置，包括机架1、减速器3、扭矩转速传感器4和电力测功电机5，机架1的一侧固定连接有支撑板6，支撑板6的表面设置有L型固定板2，减速器3、扭矩转速传感器4和电力测功电机5均固定在L型固定板2的上表面，支撑板6的内部滑动连接有伸缩板7，伸缩板7位于支撑板6外部的一端与L型固定板2转动连接，支撑板6的两侧均设置有固定架11，固定架11的内部设置有转动调节机构，以便对通过L型固定板2角度的调节，实现减速器3、扭矩转速传感器4和电力测功电机5的位置调节，使得电主轴29位于侧面的机床28也可以便于测量。

机架1的内部固定连接有隔板18，隔板18的上表面设置有控制器19，隔板18的下方设置有双向螺杆20，双向螺杆20的中部位置与隔板18的下表面之间设置有传动机构，双向螺杆20的两端与机架1的内壁转动连接，双向螺杆20的外表面螺纹套接有两个螺纹套23，两个螺纹套23的下表面转动连接有两个转动架26，两个转动架26的中部位置交叉转动连接，两个转动架26底端设置有伸缩底板24，伸缩底板24的内部固定连接有导向杆25，导向杆25的外表面滑动套接有两个滑套27，两个转动架26的两端分别与两个滑套27的顶端转动连接，方便根据机床28的电主轴29的实际高度需求调节机架1的高度。

伸缩板7位于支撑板6外部的一端开设有豁槽8，豁槽8的内部转动连接有转动杆10，转动杆10的外表面固定套接有固定套9，固定套9的顶端与L型固定板2的下表面中部位置固定连接，转动杆10的两端分别延伸至伸缩板7的外部，方便L型固定板2进行转动调节。

转动调节机构包括电动推杆12、齿条13和齿轮14，齿轮14固定套接于转动杆10两端的外表面，电动推杆12与固定架11的内壁固定连接，电动推杆12的伸缩端与齿条13的一端固定连接，齿条13与齿轮14啮合连接，以便于驱动转动杆10带动L型固定板2进行转动。

传动机构包括驱动电机21、蜗杆15和蜗轮22，蜗轮22固定套接于双向螺杆20的外表面中部位置，驱动电机21与隔板18的下表面中部位置固定连接，驱动电机21的驱动端与蜗杆15固定连接，蜗杆15与蜗轮22啮合连接，以便驱动双向螺杆20进行转动，以便调节装置的高度。

机架1的外壁固定连接有四个移动滚轮16；伸缩底板24的下表面固定连接有四个稳定座17，以便支撑地面，使得检测时装置能够保持稳定，不会在移动滚轮16的作用下移动。

减速器3的驱动端设置有加载杆，减速器3、扭矩转速传感器4和电力测功电机5之间通过联轴器连接；机架1的一侧设置有机床28，机床28的侧壁连接有电主轴29，减速器3的驱动端的加载杆与电主轴29连接，方便进行扭矩测量。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。