一种高精度车铣复合加工中心性能试验台

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种高精度车铣复合加工中心性能试验台。

背景技术

在工业生产的过程中，为了提高为了提高产品的加工效率和加工精度，寻求更为高效精密的加工工艺方法，采用结合车铣复合加工设备作为新型的加工方法，为提高高精度机械零部件的加工提供保障，既能够保障效率，又能够保障加工的质量。

在高精度车铣复合加工中心成型后，需要按照规定进行标准性试验，用于检测加工中心的性能是否达到生产的标准，高精度车铣复合加工中心需要分别对主轴转速偏差试验及主轴回转精度试验，通过位移传感器、速度传感器实现该性能的测试，用于检测相关性能是否达标。

在现有的性能试验过程中，需要采用独立的试验台，用于试验设备的安装和调节，在试验设备安装使用的过程中，检测设备多采用固定的方式，且只能够对一个工位的主轴进行试验，试验效率低，调节便利性有待提高。

因此，有必要提供一种高精度车铣复合加工中心性能试验台，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种高精度车铣复合加工中心性能试验台，解决了相关技术中，只能够对一个工位的主轴进行试验，试验效率低，调节便利性有待提高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的高精度车铣复合加工中心性能试验台包括：

试验台架、复合加工中心、车床主轴、车床副轴和两个精密测量球；

所述车床主轴和所述车床副轴均活动安装在所述复合加工中心内，两个所述精密测量球分别安装在所述车床主轴及所述车床副轴上；

所述试验台架包括底座、支架、移动组件、位移传感器、固定架和检测组件，所述底座安装在所述复合加工中心内，所述支架安装在所述底座的顶部，所述支架上安装有移动组件，所述移动组件上安装有位移传感器，所述固定架固设在所述支架的顶部，所述检测组件安装在所述固定架上；

其中，所述位移传感器对准在一个所述精密测量球上，所述检测组件对准在另一个所述精密测量球上，实现所述车床主轴回转精度试验的同时，所述车床副轴同步施加压力试验，在检测完成后可切换试验的位置，从而完成全面的检测。

优选地，所述移动组件上还设置有速度传感器，所述速度传感器的检测端朝向所述精密测量球。

优选地，所述移动组件包括电机、丝杆和移动架，所述电机固设在所述支架内，所述丝杆的一端与所述电机的轴端固定，所述丝杆的另一端贯穿所述移动架且螺纹连接，所述移动架滑动安装在所述支架内，所述移动架与所述固定架平行设置；

所述位移传感器固设在所述移动架上，所述速度传感器固设在所述移动架上。

优选地，所述位移传感器至少设置有三组。

优选地，所述固定架上开设有滑孔，滑轴通过所述滑孔固设在所述固定架上；

所述检测组件包括连接杆和压力传感器，所述连接杆滑动安装在所述滑孔内，所述滑轴贯穿所述连接杆且滑动连接，所述压力传感器固设在所述连接杆上，所述压力传感器的检测端朝向所述精密测量球；

所述试验台架还包括传动杆，所述传动杆的顶端与所述移动架铰接，所述传动杆的底端与所述连接杆铰接。

优选地，所述支架转动安装在所述底座的顶部，所述底座的顶部固设有支撑罩，所述支撑罩上开设有锁定孔；

所述丝杆由转轴和螺纹套管组成，所述转轴的一端与所述电机的轴端固定连接，所述转轴的另一端开设有伸缩槽结构，所述转轴上开设有调节孔结构，所述调节孔结构与所述伸缩槽结构连通，所述螺纹套管转动安装在所述转轴上，所述螺纹套管与所述移动架螺纹连接；

所述移动组件还包括伸缩杆件、弹性件和压板，所述伸缩杆件的一端与所述伸缩槽结构滑动连接，所述伸缩杆件上开设有凹槽，所述压板的一端铰接在所述调节孔结构内，所述压板的底部抵接在所述伸缩杆件上，所述伸缩杆件的顶部抵接在所述螺纹套管上，所述伸缩杆件通过所述凹槽滑动安装在所述支撑罩上，所述伸缩杆件与所述锁定孔匹配；

所述弹性件弹性连接所述伸缩槽结构及所述伸缩杆件；

所述试验台架还包括旋转组件，所述旋转组件包括锥齿圈和锥齿轮，所述锥齿圈固设在所述底座的顶部，所述锥齿轮与所述伸缩杆件的另一端固定连接，所述锥齿轮与所述锥齿圈对准。

优选地，所述伸缩杆件与所述伸缩槽结构的连接部分为矩形结构，所述伸缩槽结构为矩形槽。

优选地，所述伸缩杆件与所述伸缩槽结构的连接部分为三角形结构，所述伸缩槽结构为三角形结构。

优选地，所述伸缩槽结构内固设有伸缩件，所述伸缩件的伸缩端朝向所述伸缩杆件。

与相关技术相比较，本发明提供的高精度车铣复合加工中心性能试验台具有如下有益效果：

通过在所述车床主轴和所述车床副轴之间设置试验台架，方便一个所述精密测量球进行回转精度的测试，另一个所述测量球进行压力测试，两个测试模式可同步进行，且测试后可调换位置，全面测试，提高车铣复合加工中心性能试验的效率，节约测试的时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的高精度车铣复合加工中心性能试验台的第一实施例的结构示意图；

图2为图1所示的试验台架的三维图；

图3为图1所示的试验台架的剖视图；

图4为本发明提供的高精度车铣复合加工中心性能试验台的第一实施例的原理图，其中，图（a）为温度传感器对接所述精密测量球前的正视图，图（b）为温度传感器对接所述精密测量球后的正视图；

图5为本发明提供的高精度车铣复合加工中心性能试验台的第二实施例的结构示意图；

图6为图5所示的A部放大示意图；

图7为图6所示的丝杆的剖视图；

图8为图7所示的B部放大示意图；

图9为本发明提供的高精度车铣复合加工中心性能试验台的第二实施例的原理图，其中，图（c）为锥齿轮与锥齿圈啮合状态的俯视图，图（d）为锥齿轮围绕锥齿圈啮合旋转状态的俯视图，图（e）为锥齿轮与锥齿圈分离状态的俯视图，图（f）为图（c）状态下锥齿轮的放大图，图（g）为图（d）状态下锥齿轮的放大图，图（h）为图（e）状态下锥齿轮的放大图；

图10为图9所示伸缩杆件的剖视图，其中，图（i）为图（c）状态下所述伸缩杆件与所述转轴连接状态的剖视图，图（j）为图（e）状态下所述伸缩杆件与所述转轴连接状态的剖视图。

附图标号说明：

10、试验台架；

20、复合加工中心；

30、车床主轴；

40、车床副轴；

50、精密测量球；

1、底座；

2、支架；

3、移动组件；

4、位移传感器；

6、固定架；

7、检测组件；

5、速度传感器；

31、电机，32、丝杆，33、移动架；

61、滑孔，62、滑轴；

71、连接杆，72、压力传感器；

8、传动杆；

11、支撑罩，111、锁定孔；

321、转轴，322、螺纹套管，323、伸缩槽结构，324、调节孔结构；

34、伸缩杆件，341、凹槽；

35、弹性件，37、压板；

9、旋转组件，91、锥齿圈，92、锥齿轮；

36、伸缩件。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

本发明提供一种高精度车铣复合加工中心性能试验台。

第一实施例

请结合参阅图1至图3，本发明的第一实施例中，高精度车铣复合加工中心性能试验台包括：

试验台架10、复合加工中心20、车床主轴30、车床副轴40和两个精密测量球50；

所述车床主轴30和所述车床副轴40均活动安装在所述复合加工中心20内，两个所述精密测量球50分别安装在所述车床主轴30及所述车床副轴40上；

所述试验台架10包括底座1、支架2、移动组件3、位移传感器4、固定架6和检测组件7，所述底座1安装在所述复合加工中心20内，所述支架2安装在所述底座1的顶部，所述支架2上安装有移动组件3，所述移动组件3上安装有位移传感器4，所述固定架6固设在所述支架2的顶部，所述检测组件7安装在所述固定架6上。

其中，所述位移传感器4对准在一个所述精密测量球50上，所述检测组件7对准在另一个所述精密测量球50上，实现所述车床主轴30回转精度试验的同时，所述车床副轴40同步施加压力试验，在检测完成后可切换试验的位置，从而完成全面的检测。

所述位移传感器4用于检测安装后的精密测量球50的回转精度，从而分别对所述车床主轴30和所述车床副轴40的回转精度进行试验检测。

通过在所述车床主轴30和所述车床副轴40之间设置试验台架10，方便一个所述精密测量球50进行回转精度的测试，另一个所述精密测量球50进行压力测试，两个测试模式可同步进行，且测试后可调换位置，全面测试，提高车铣复合加工中心性能试验的效率，节约测试的时间。

请再次参阅图2，所述移动组件3上还设置有速度传感器5，所述速度传感器5的检测端朝向所述精密测量球50。

通过速度传感器5方便在所述精密测量球50转动的同时进行转速的检测，以便于主轴转速偏差的试验。

请结合参阅图2和图3，所述移动组件3包括电机31、丝杆32和移动架33，所述电机31固设在所述支架2内，所述丝杆32的一端与所述电机31的轴端固定，所述丝杆32的另一端贯穿所述移动架33且螺纹连接，所述移动架33滑动安装在所述支架2内，所述移动架33与所述固定架6平行设置；

所述位移传感器4固设在所述移动架33上，所述速度传感器5固设在所述移动架33上。

在本实施例中，所述电机31采用步进电机，为所述丝杆32的转动提供动力的来源。

通过电机31方便带动丝杆32转动，所述移动架33方便在所述支架2内进行移动调节，以便于位移传感器4及速度传感器5的自动伸缩，为支架2整体的旋转调节提供稳定的支持。

请再次参阅图2，所述位移传感器4至少设置有三组。

一个所述位移传感器4镶嵌安装在所述移动架33上，一个所述位移传感器4设置在所述精密测量球50的底部，另一个所述位移传感器4设置在所述精密测量球50的侧面，实现所述精密测量球50的全面检测。

请结合参阅图2和图3，所述固定架6上开设有滑孔61，滑轴62通过所述滑孔61固设在所述固定架6上；

所述检测组件7包括连接杆71和压力传感器72，所述连接杆71滑动安装在所述滑孔61内，所述滑轴62贯穿所述连接杆71且滑动连接，所述压力传感器72固设在所述连接杆71上，所述压力传感器72的检测端朝向所述精密测量球50；

所述试验台架10还包括传动杆8，所述传动杆8的顶端与所述移动架33铰接，所述传动杆8的底端与所述连接杆71铰接。

通过移动架33方便带动传动杆8同步移动，传动杆8移动时能够带动所述连接杆71升降调节，实现，所述移动架33带动位移传感器4伸缩的同时，控制所述压力传感器72升降对接。

本实施例提供的高精度车铣复合加工中心性能试验台的工作原理如下：

如图4中的图（a）所示，在试验前，所述移动架33处于收缩状态，所述压力传感器72处于收起状态，所述车床主轴30及所述车床副轴40分别安装有精密测量球50，且移动至预设的试验点位，为所述移动架33及所述压力传感器72的对接提供支持；

如图4中的图（b）所示，在需要试验时，启动所述电机31，所述丝杆32转动，所述移动架33前进，所述移动架33带动所述位移传感器4及所述速度传感器5向一个所述精密测量球50移动对接；

在所述移动架33前进的同时，所述传动杆8拉动所述连接杆71上移，连接杆71带动所述压力传感器72上移，所述压力传感器72自动对接在另一个所述精密测量球50上，实现所述移动架33移动对接的同时控制所述压力传感器72的自动上移。

其中，在两个所述精密测量球50试验完成后，优先收缩所述移动架33，使得设备复位，再通过复合加工中心20自带的旋转工装进行180°转向，实现左右检测工位的切换，切换后，左工位进行压力检测，右工位进行转速和回转精度检测，从而实现所述车床主轴30及所述车床副轴40的全面试验。

第二实施例

请结合参阅图5至图8，基于本发明的第一实施例提供的一种高精度车铣复合加工中心性能试验台，本发明的第二实施例提出另一种高精度车铣复合加工中心性能试验台。第二实施例仅仅是第一实施例优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。

具体的，本发明的第二实施例提供的高精度车铣复合加工中心性能试验台的不同之处在于，所述支架2转动安装在所述底座1的顶部，所述底座1的顶部固设有支撑罩11，所述支撑罩11上开设有锁定孔111；

所述丝杆32由转轴321和螺纹套管322组成，所述转轴321的一端与所述电机31的轴端固定连接，所述转轴321的另一端开设有伸缩槽结构323，所述转轴321上开设有调节孔结构324，所述调节孔结构324与所述伸缩槽结构323连通，所述螺纹套管322转动安装在所述转轴321上，所述螺纹套管322与所述移动架33螺纹连接；

所述移动组件3还包括伸缩杆件34、弹性件35和压板37，所述伸缩杆件34的一端与所述伸缩槽结构323滑动连接，所述伸缩杆件34上开设有凹槽341，所述压板37的一端铰接在所述调节孔结构324内，所述压板37的底部抵接在所述伸缩杆件34上，所述伸缩杆件34的顶部抵接在所述螺纹套管322上，所述伸缩杆件34通过所述凹槽341滑动安装在所述支撑罩11上，所述伸缩杆件34与所述锁定孔111匹配；

所述弹性件35弹性连接所述伸缩槽结构323及所述伸缩杆件34；

所述试验台架10还包括旋转组件9，所述旋转组件9包括锥齿圈91和锥齿轮92，所述锥齿圈91固设在所述底座1的顶部，所述锥齿轮92与所述伸缩杆件34的另一端固定连接，所述锥齿轮92与所述锥齿圈91对准。

其中，所述锥齿轮92初始状态时与所述锥齿圈91啮合，所述压板37与所述螺纹套管322分离，所述转轴321能够带动所述锥齿轮92在所述锥齿圈91上旋转且滚动，实现对所述支架2的自动旋转调节，从而方便自适应的调节所述位移传感器4、所述速度传感器5及所述压力传感器72的检测方向。

在本实施例中，所述弹性件35为弹簧，处于拉伸状态。

在本实施例中，所述锁定孔111既能够为所述伸缩杆件34提供伸缩的支持，又能够对收缩后的伸缩杆件34起到自动锁定的作用，使其固定在分离的状态且无法继续带动所述支架2旋转。

所述锥齿轮92与所述锥齿圈91啮合时，所述电机31带动所述转轴321转动的同时，所述伸缩杆件34带动所述锥齿轮92在所述锥齿圈91上滚动，实现所述支架2的转向调节，所述伸缩杆件34在所述支撑罩11上稳定的滑动，当所述伸缩杆件34旋转且滑动至所述锁定孔111的范围时，所述锥齿轮92与所述锥齿圈91自动分离，所述伸缩杆件34推动所述压板37与所述螺纹套管322抵接，使得所述转轴321能够带动所述螺纹套管322同步转动，从而实现对所述移动架33的移动调节。

在本实施例的一可选实施方式中，所述伸缩杆件34与所述伸缩槽结构323的连接部分为矩形结构，所述伸缩槽结构323为矩形槽。

其中，所述伸缩杆件34只是靠近所述伸缩槽结构323的一端为矩形，靠近所述凹槽341的部分为圆管结构。

转轴321通过矩形槽结构的伸缩槽结构323能够稳定的带动所述伸缩杆件34的旋转调节，且能够保障转轴321与所述伸缩杆件34的稳定收缩调节。

在本实施例的另一可选实施方式中，所述伸缩杆件34与所述伸缩槽结构323的连接部分为三角形结构，所述伸缩槽结构323为三角形结构。

其中，所述伸缩杆件34只是靠近所述伸缩槽结构323的一端为三角形，靠近所述凹槽341的部分为圆管结构。

使得所述转轴321与所述伸缩杆件34之间既能够同步旋转，又能够保障正常的伸缩调节。

所述伸缩槽结构323内固设有伸缩件36，所述伸缩件36的伸缩端朝向所述伸缩杆件34。

在本实施例中，所述伸缩件36采用电动伸缩杆，为所述伸缩杆件34的伸展复位提供动力来源。

通过所述伸缩件36带动推动所述伸缩杆件34伸展，使得伸缩杆件34接触锁定的状态，且所述锥齿轮92与所述锥齿圈91重新啮合连接，与此同时，所述压板37脱离对所述螺纹套管322的抵接，转轴321能够单独转动，从而能够再次对所述支架2进行转向调节。

本实施例提供的高精度车铣复合加工中心性能试验台的工作原理：

如图9中的图（c）、图（f）及图10中的图（i）所示，初始状态时，所述锥齿轮92与所述锥齿圈91处于啮合状态，所述凹槽341套在所述支撑罩11上，保障啮合状态的稳定性，所述支架2能够在所述底座1上转动，所述压板37与所述螺纹套管322无接触，所述转轴321能够相对所述螺纹套管322单独转动，实现所述转轴321转动时，所述螺纹套管322及所述移动架33相对不动；

如图9中的图（d）、图（g）所示，当需要对准且试验时，启动所述电机31，所述转轴321带动所述伸缩杆件34旋转，所述锥齿轮92旋转且在所述锥齿圈91滚动，从而通过所述转轴321、所述电机31带动所述支架2整体在所述底座1上转动，用于方向的调节及切换；

如图9中的图（e）、图（h）及图10中的图（j）所示，在所述伸缩杆件34上的凹槽341与所述锁定孔111完全对准时，所述弹性件35拉动所述伸缩杆件34自动收缩，所述伸缩杆件34的表面卡在所述锁定孔111内，所述锥齿轮92与所述锥齿圈91自动分离且无接触，实现啮合分离的同时，所述伸缩杆件34自动锁定在当前的状态，被支撑罩11遮挡且限位，且所述伸缩杆件34能够继续跟随所述转轴321转动；

在所述伸缩杆件34收缩的同时，伸缩杆件34推动所述压板37向上转动，所述压板37抵接在所述螺纹套管322的内表面，使得所述转轴321与所述螺纹套管322之间相对固定，所述转轴321通过压板37能够同时带动所述螺纹套管322转动，用于所述移动架33的移动调节。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。