大型双柱立式车床滑枕倾斜测量系统的设计.pdf

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1、2011年11月机床与液压NOV．2011第39卷第22期MACHINET0OL＆HYDRAULICSVo1．39No．22DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．22．001大型双柱立式车床滑枕倾斜测量系统的设计李锋，杨建国(上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)摘要：针对某工厂大型双柱立式车床，基于数据采集卡和LabVIEW软件建立了在线监测滑枕倾斜量的虚拟仪器测量系统，并进行试验。该系统采用高精度电涡流传感器检测偏移距离，并采用滤波、均值和屏蔽等措施，有效克服了现场干扰，保证了测量的准确性。关键词：双柱立车；滑枕倾斜量；

2、虚拟仪器中图分类号：TH161文献标识码：B文章编号：1001—3881(2011)22—001—3DesignofMeasurementSystemforRamTiltofHeavy．dutyCNCDoubleColumnVerticalLatheLIFeng，YANGJianguo(SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：TheonlinemeasurementsystemforramtiltvalueofaCNCdoubleco

3、lumnverticallathewasestablishedbyvisualin—strumenttechnology．High—precisioneddycurrentsensorwasusedtodetectthemicro—offsetofram，andaPCIcardwith16一bitsADCresolutionwasusedtoacquiresigna1．Toensurethemeasurementaccuracy，filtering，shieldingandRMSwereadoptedtoovercometheOil—siteinteferences

4、．Keywords：CNCverticallathe；Ramtiltvalue；Virtualinstrument7m数控双柱立式车床主要用于各种大型零件制滑枕倾斜。造，加工精度要求较高。实际生产过程中，由于毛坯件缺陷或者操作不当，机床滑枕倾斜，严重影响加工质量。原先所采用的离线检测与纠正方法十分麻烦，对企业生产进度影响较大。为实时监测滑枕状态以减少对工件的损害，并提高设备运行和维护效率，减少停机时间，提出建立监测滑枕偏摆的测量系统。文中主要内容包括分析滑枕倾斜的内在原因，阐述在线检测系统的开发实现以及主要功能，最后给出了试验与应用情况。1问题描述与分析图1滑枕与横

5、梁结构示意图机床具体结构，特别是滑枕(z轴)与横梁(滑枕倾斜量可通过位移传感器及相应几何结构关轴)之间的结构及安装是分析和测量的基础，如图1系测算得到，如图2所示。当滑枕倾斜时，与横梁固所示。正常情况下，横梁水平，鞍座在横梁导轨上水定连接的传感器与滑枕之间发生相对偏移，测得该位平移动；滑枕垂直，与刀架通过自动夹紧机构联接，移，记作d，取远离传感器方向为正；h和。分别为沿刀架滑座导轨垂直移动；刀架滑座与鞍座之间存在传感器安装位置与旋转中心在垂直方向和水平方向上一转动副，并通过螺栓连接。一般而言，机床刚度是的尺寸；0为倾斜角度，取顺时针为正。0与d之间足够的，即可忽略滑

6、枕刚度不足所产生的形变误差。的几何关系为：通过现场分析并结合机床图纸，认为滑枕偏摆的原因，n、是在非正常切削力作用下，刀架滑座与鞍座之间因螺d=h·tan0+f0一—_1(1)栓刚度不足及装配间隙等因素导致相对旋转，并带动收稿日期：2011—01—08基金项目：国家科技重大专项“高档数控机床与基础制造装备”资助项目(2009ZX04014-22)作者简介：李锋，男，硕士研究生，研究方向为精密加工、数控机床误差测量、建模。E—mail：xi—anfeng@yahoo·2·机床与液压第39卷由于变送器输出信号至接口装置传输距离较长，其中：∈[一arctan(詈)，arc

7、tan(詈)]，其实际允许且工业现场存在电、磁和温度等干扰因素，为保证测范围通过轴与轴的垂直度要求确定：z轴移动量准确性，采用了屏蔽双绞电缆传输、增加金属屏蔽1m，在方向上最大偏差距离不超过10Ixm，则0软管、差分接入、低通滤波和EMI电源滤波等措施。在±10之间，满足小角度假设，上式可简化为：3软件结构及功能dh·0(2)数据采集设备将测量信号送入到计算机，然后通过LabVIEW开发软件实现数据采集、处理、显示、通过极值与导数分析，ld—dl在0所在区问的边保存、报警等功能。LabVIEW是一种面向数据流的界取得极大值。根据机床结构尺寸，a为300mm，h图