機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試

1、實訓(xùn)三 機床主軸的回轉(zhuǎn)誤差運動測試1.實驗?zāi)康募庸じ呔鹊臋C械零件，對機床主軸的回轉(zhuǎn)精度有非常高的要求。測量機床主軸的誤差運動可以了解機床主軸的回轉(zhuǎn)狀態(tài)，分析誤差產(chǎn)生的原因。通過機床主軸回轉(zhuǎn)誤差運動測試，要求學(xué)生：(1) 了解機床的主軸回轉(zhuǎn)誤差運動的測試方法。 (2) 熟悉傳感器的基本工作原理。 (3) 掌握傳感器的選用原則及測試系統(tǒng)的基本組成。 (4) 熟悉并掌握儀器的基本操作方法。 (5) 基本掌握數(shù)據(jù)處理與圖像分析方法。 2實驗原理本實驗使用兩種方法進(jìn)行誤差運動測試：(1) 帶機械消偏的單向法直角座標(biāo)顯示的誤差運動測試，見本實驗的背景材料中的圖1-9。(2) 電氣消偏單向法圓圖像顯示的回

2、轉(zhuǎn)軸誤差運動測試，見本實驗的背景材料中的圖1-13。3實驗對象以C6140普通車床的回轉(zhuǎn)主軸為研究對象，測試其在回轉(zhuǎn)情況下的誤差運動。根據(jù)測試數(shù)據(jù)，用圖像分析方法表示誤差運動，分析誤差運動產(chǎn)生的原因。4主要實驗儀器和設(shè)備(1) C6140普通車床(2) 回轉(zhuǎn)精度測試儀(3) 渦流測振儀(4) 信號發(fā)生器 (5) 雙蹤示波器 (6) 數(shù)字式萬用表(7) 可調(diào)偏心的測量裝置5實驗步驟1.1.1 5.1 帶機械消偏的單向法直角座標(biāo)顯示的回轉(zhuǎn)軸誤差運動測試(1) 按照儀器的操作說明，熟悉系統(tǒng)所用各儀器控制面板上的旋鈕、按鍵的作用及操作方法； (2) 按照原理框圖正確地將系統(tǒng)中各儀器的信號線連通； (3

3、) 調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)盤1(作為補償信號)和標(biāo)準(zhǔn)盤2(作為誤差的測量信號)的偏心量，標(biāo)準(zhǔn)盤2的偏心量e2應(yīng)盡可能小，僅稍大于被測量軸回轉(zhuǎn)誤差值，以保證得到信號即可，偏心量一般調(diào)整到0.03mm0.05mm；標(biāo)準(zhǔn)盤1的偏心量e1應(yīng)盡可能調(diào)大，大到使被測量軸回轉(zhuǎn)誤差值相對于偏心量可以忽略不計，及得到一個接近于純偏心信號的光滑曲線，但因受渦流傳感器工作間隙的限制，偏心量無法無限制地加大，一般調(diào)到0.40mm0.60mm即可，并使e1和e2相差180o；  (4) 經(jīng)指導(dǎo)老師檢查系統(tǒng)連接正確后，接通電源預(yù)熱儀器； (5) 按測振儀使用要求調(diào)整好渦流傳感器的工作間隙；(6) 調(diào)整好機床轉(zhuǎn)速，啟動機床；(

4、7) 調(diào)整測振儀靈敏度，使之滿足下面的關(guān)系式：e1.k1傳感.k1測振儀= e2.k2傳感.k2測振儀(8) 將滿足以上關(guān)系式的兩路輸出信號經(jīng)加法器(借用回轉(zhuǎn)精度測試儀后面板上的加法器，此時應(yīng)將總接口插板抽出)相加，在示波器上得到誤差曲線，曲線上最高點與最低點的高度差即為圓度誤差的相對值，曲線最大的垂直度即為粗糙度的相對值；(9) 標(biāo)定，方法為：用正弦信號發(fā)生器輸出一標(biāo)準(zhǔn)正弦信號，使其幅值為測振儀當(dāng)前檔位（如30um檔）的滿量程輸出的電壓值，將該正弦信號送入加法器輸入端，在示波器上得到一幅值為Amm的正弦信號，則該測量系統(tǒng)的標(biāo)定系數(shù)為30um/Amm；(10) 求出絕對誤差=相對誤差(mm)&

5、#215;30um/Amm；(11) 停機床、關(guān)儀器，并拆除儀器的所有連接線，整理現(xiàn)場。1.1.2 5.2 電氣消偏單向法圓圖像顯示的回轉(zhuǎn)軸誤差運動測試(1) 按照儀器的操作說明，熟悉系統(tǒng)所用各儀器控制面板上的旋鈕、按鍵的作用及操作方法； (2) 按原理框圖正確連接好系統(tǒng)，僅用誤差測量信號（即標(biāo)準(zhǔn)盤2的信號），并將回轉(zhuǎn)精度測試儀的總接口板插入插座中；(3) 經(jīng)指導(dǎo)老師檢查連線無誤后，接通電源預(yù)熱儀器；(4) 調(diào)整好機床轉(zhuǎn)速，啟動機床；(5) 調(diào)整基圓：(6) 回轉(zhuǎn)精度測試儀產(chǎn)生基圓的原理：將測振儀的輸出信號接入回轉(zhuǎn)精度測試儀的S輸入端，由帶通III從該信號選出與主軸同頻的一次諧波，為了消除機床

6、振動所引起的一次諧波的幅值變化對基圓的影響，用限幅放大器對一次諧波進(jìn)行限幅，再用帶通I選出穩(wěn)定的一次諧波，然后將一次諧波分為兩路，一路經(jīng)移相器B移相90o，另一路不移相，將兩路信號送示波器垂直輸入端（Y端）和水平輸入端（X端）疊加而產(chǎn)生基圓。(7) 基圓的調(diào)整：首先根據(jù)機床轉(zhuǎn)速n確定帶通III和帶通I所要通過的一次諧波的頻率。(8) 調(diào)節(jié)帶通III的頻率粗調(diào)開關(guān)，使一次諧波的頻率包括在開關(guān)所指的頻率范圍內(nèi)，如機床n=900轉(zhuǎn)/分，則頻率f=900/60=15Hz，粗調(diào)開關(guān)置在30位置。調(diào)整頻率微調(diào)電位器，直到示波器上出現(xiàn)的正弦信號的幅值為最大（將帶通III的輸出端與示波器的Y端相連）。帶通I的

7、調(diào)整與帶通III相同。(9) 將示波器的X、Y端分別接回轉(zhuǎn)精度測試儀的X、Y輸出端，調(diào)節(jié)移相器B的移相旋鈕，使輸出輸入端相差90o（在示波器上得到一正橢圓圖形），再調(diào)整增益電位器改變其幅值，在示波器上得到一個真圓，這個圓就是基圓。（注意：調(diào)整基圓時一定將移相器A的增益關(guān)斷）(10) 測量，將測振儀的輸出信號同時接到回轉(zhuǎn)精度測試儀的R輸入端，調(diào)節(jié)移相器A的移相旋鈕和增益電位器，使相位與R端信號相差180o，幅值等于R端信號基波的幅值，兩者經(jīng)加法器3相加，達(dá)到消偏的目的。將已消偏的純誤差信號疊加到基圓上（由儀器內(nèi)部完成），在示波器上得到的圖形即為誤差圓圖像；(11) 將所得到的圓圖像用最小二乘方圓

8、進(jìn)行處理得到圓度誤差的相對值（實際操作是用一同心圓模板來套曲線，這時有一內(nèi)接圓和一外接圓，兩圓的半徑差即為誤差值，但應(yīng)注意這樣的兩同心圓與誤差的接觸形態(tài)應(yīng)滿足最小條件即同心圓的內(nèi)、外接圓至少應(yīng)各有二點與曲線接觸，且內(nèi)外圓節(jié)點應(yīng)該是相同的。）曲線以圖面中心為基準(zhǔn)所得到的最大寬度即為粗糙度的相對值；(12) 標(biāo)定：保持基圓的狀態(tài)不變（去掉R端信號，關(guān)斷移相器A的增益電位器），將一標(biāo)準(zhǔn)正弦信號輸入R端，該信號幅值等于測振儀當(dāng)前檔位（如30um檔）滿量程的輸出電壓值，這時示波器上獲得一花瓣圖形，調(diào)整標(biāo)定信號頻率使花瓣圖形穩(wěn)定，則花瓣的高度A(mm)代表的就是測振儀的滿量程值30um，即標(biāo)定系數(shù)為30u

9、m/Amm；(13) 求出絕對誤差=相對誤差(mm)×30um/A(mm)；(14) 停機床、關(guān)儀器，并拆除儀器的所有連接線，整理現(xiàn)場。6實驗報告 實驗報告要包括以下內(nèi)容：(1) 實驗?zāi)康暮鸵饬x(1) 實驗原理和方法(2) 實驗儀器及設(shè)備、耗材(3) 實驗方案（實驗方案設(shè)計、實驗手段，操作步驟）(4) 實驗原始記錄（實驗數(shù)據(jù)記錄、現(xiàn)象記錄、實驗過程發(fā)現(xiàn)的問題）(5) 實驗數(shù)據(jù)結(jié)果(6) 實驗數(shù)據(jù)分析a) 實驗數(shù)據(jù)圖表處理b) 實驗結(jié)果分析c) 實驗中出現(xiàn)問題的分析d) 實驗誤差分析及其改進(jìn)對策e) 分析誤差運動產(chǎn)生的原因7預(yù)習(xí)思考題(1) 測量傳感器應(yīng)該選擇什么類型的傳感器，為什么？傳感器如何正確安裝？ (2) 標(biāo)準(zhǔn)圓盤1和2如何調(diào)整，應(yīng)注意什么？ (3) 圖1-13（見機床主軸誤差運動測