一種加工中心潤(rùn)滑性能測(cè)試系統(tǒng)及優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種加工中心潤(rùn)滑性能測(cè)試系統(tǒng)及優(yōu)化方法，屬于加工中心潤(rùn)滑系統(tǒng)的測(cè)試領(lǐng)域。通過(guò)對(duì)主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的熱成像測(cè)試，辨識(shí)出主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的熱敏感部位，并在熱敏感部位安裝溫度傳感器。搭建加工中心潤(rùn)滑系統(tǒng)的測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)整加工中心的潤(rùn)滑間隔時(shí)間實(shí)現(xiàn)對(duì)潤(rùn)滑量的調(diào)整，并在不同潤(rùn)滑量狀態(tài)下使加工中心的主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)對(duì)熱敏感部位的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。以熱敏感部位的溫升量為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)加工中心主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)潤(rùn)滑量的優(yōu)化。本發(fā)明為加工中心潤(rùn)滑系統(tǒng)的潤(rùn)滑量?jī)?yōu)化提供了一種測(cè)試系統(tǒng)和優(yōu)化方法，解決了目前加工中心潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑量設(shè)定不合理的問(wèn)題，可以提高機(jī)床的運(yùn)動(dòng)性能，降低機(jī)床的使用成本，并減少潤(rùn)滑油的污染。
【專利說(shuō)明】一種加工中心潤(rùn)滑性能測(cè)試系統(tǒng)及優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及加工中心潤(rùn)滑系統(tǒng)的測(cè)試領(lǐng)域，具體為一種加工中心潤(rùn)滑性能測(cè)試系統(tǒng)及優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]加工中心潤(rùn)滑系統(tǒng)的測(cè)試及優(yōu)化是機(jī)床行業(yè)的一個(gè)難題。不合理的潤(rùn)滑供給量會(huì)影響運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性以及機(jī)床溫升，進(jìn)而造成較大的熱誤差，影響機(jī)床精度。目前加工中心的潤(rùn)滑系統(tǒng)一般采取定時(shí)定量供給方式，對(duì)潤(rùn)滑間隔時(shí)間的設(shè)置一般是憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)置，但是實(shí)際上潤(rùn)滑量對(duì)于不同規(guī)格、不同負(fù)載的加工中心應(yīng)該是不同的，其最優(yōu)的潤(rùn)滑間隔時(shí)間需要對(duì)加工中心進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并測(cè)試后確定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種加工中心潤(rùn)滑性能測(cè)試系統(tǒng)及優(yōu)化方法，解決加工中心潤(rùn)滑系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，完成數(shù)據(jù)優(yōu)化，進(jìn)而提高加工中心的運(yùn)動(dòng)性能并降低潤(rùn)滑液使用成本。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種加工中心潤(rùn)滑性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:包括溫度傳感器、溫度數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)，所述的溫度傳感器分布在被測(cè)加工中心的熱敏感部位，通過(guò)溫度數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)采集處理加工中心的溫升數(shù)據(jù)。
[0005]所述的溫度傳感器分別放置在被測(cè)加工中心外圍及被測(cè)加工中心的主軸、X軸軸承座、Y軸軸承座、Z軸軸承座、X軸螺母、Y軸螺母、Z軸螺母上。
[0006]所述的溫度傳感器帶有磁力座，通過(guò)磁力吸附在被測(cè)的位置。
[0007]所述的溫度數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)包括單端32路數(shù)據(jù)采集卡、A/D轉(zhuǎn)換模塊及數(shù)據(jù)處理器；通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集溫度傳感器的模擬量信號(hào)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊將轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理器處理。一種加工中心潤(rùn)滑性能的優(yōu)化方法，其特征在于，按如下步驟進(jìn)行:
(一)設(shè)置加工中心的主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)在高速狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行熱成像測(cè)試，辨識(shí)主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的熱敏感部位；
(二)在熱敏感部位安裝溫度傳感器，在加工中心外防護(hù)上安裝溫度傳感器，測(cè)試環(huán)境溫度;
(三)搭建加工中心潤(rùn)滑系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
(四)確定潤(rùn)滑系統(tǒng)測(cè)試的環(huán)境；
(五)通過(guò)加工中心的數(shù)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)潤(rùn)滑系統(tǒng)的潤(rùn)滑間隔時(shí)間，并使加工中心的主軸和各進(jìn)給軸在高速狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；
(六)采集不同潤(rùn)滑間隔時(shí)間時(shí)的主軸前軸承處、各進(jìn)給軸的絲杠螺母和軸承座處以及環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)；
(七)對(duì)溫度測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，繪制各熱敏感點(diǎn)隨時(shí)間的溫升曲線，并將不同潤(rùn)滑間隔時(shí)間的溫升結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，判斷加工中心默認(rèn)的潤(rùn)滑間隔時(shí)間設(shè)置是否合理；
(A)按照溫升對(duì)比分析結(jié)果調(diào)整潤(rùn)滑間隔時(shí)間，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑系統(tǒng)的潤(rùn)滑量?jī)?yōu)化。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):
在所述步驟(一)中，熱成像測(cè)試時(shí)，加工中心在冷態(tài)下開(kāi)始試驗(yàn)，滿足試驗(yàn)前6h之內(nèi)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，試驗(yàn)時(shí)不準(zhǔn)中途停機(jī)，主軸和進(jìn)給系統(tǒng)在高速下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不低于5h。
[0009]在所述步驟(二)中，對(duì)主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)熱敏感部位安裝溫度傳感器的具體位置為加工中心主軸的前軸承處、X、Y、Z進(jìn)給軸的絲杠螺母處、絲杠軸承座處。
[0010]在所述步驟(四)中，測(cè)試環(huán)境包括環(huán)境溫度、溫度梯度和濕度，所述環(huán)境溫度為17?23°C，溫度梯度為0?3°C /m，相對(duì)濕度為40?70%。
[0011 ] 在所述步驟(五)中，加工中心的主軸的轉(zhuǎn)速不低于最高轉(zhuǎn)速的80%，各進(jìn)給軸速度不低于最大速度的80%。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明提出了一種加工中心潤(rùn)滑性能測(cè)試系統(tǒng)及優(yōu)化方法，用于對(duì)加工中心潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和優(yōu)化，可以避免不合理的潤(rùn)滑量設(shè)置。
[0013]2、依據(jù)本發(fā)明進(jìn)行加工中心的潤(rùn)滑量?jī)?yōu)化，可以在不影響機(jī)床運(yùn)動(dòng)性能的前提下，降低機(jī)床的使用成本，并減少潤(rùn)滑油的污染，實(shí)現(xiàn)綠色制造。
[0014]3、本發(fā)明提出的加工中心潤(rùn)滑性能測(cè)試系統(tǒng)及優(yōu)化方法，為機(jī)床生產(chǎn)廠商和機(jī)床用戶提供了加工中心潤(rùn)滑測(cè)試及優(yōu)化方法，并可以為其它類型機(jī)床的潤(rùn)滑量?jī)?yōu)化提供參考。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2是溫度數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖3是采用本發(fā)明進(jìn)行測(cè)試及優(yōu)化的流程圖。
[0018]圖中，1、溫度數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)；11、被測(cè)試加工中心；111、溫度傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0019]一種加工中心潤(rùn)滑性能測(cè)試系統(tǒng)，包括溫度傳感器、溫度數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)I，溫度傳感器III設(shè)置8個(gè)，溫度傳感器III帶有磁力座，分別通過(guò)磁力吸附在在被測(cè)加工中心II外圍，被測(cè)加工中心II的主軸、X軸軸承座、Y軸軸承座、Z軸軸承座、X軸螺母、Y軸螺母、Z軸螺母上，圖1中示出了各溫度傳感器的安裝位置，#廣#8號(hào)圓點(diǎn)分別代表位置為:X軸軸承座、X軸螺母、Y軸軸承座、Y軸螺母、Z軸軸承座、Z軸螺母、主軸及被測(cè)加工中心外圍環(huán)境。
[0020]其中溫度數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)I由單端32路數(shù)據(jù)采集卡、A/D轉(zhuǎn)換模塊及數(shù)據(jù)處理器構(gòu)成，32路數(shù)據(jù)采集卡內(nèi)置16位定時(shí)記數(shù)器。使用時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集溫度傳感器的模擬量信號(hào)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊將轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理器處理。
[0021]使用時(shí)，通過(guò)溫度傳感器監(jiān)測(cè)被測(cè)加工中心II的應(yīng)用環(huán)境溫度，及被測(cè)加工中心II運(yùn)動(dòng)時(shí)的熱敏感部位的溫度變化，具體為:加工中心II的數(shù)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)潤(rùn)滑系統(tǒng)的潤(rùn)滑間隔時(shí)間，并使加工中心II的主軸和各進(jìn)給軸在高速狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。采集不同潤(rùn)滑間隔時(shí)間時(shí)的主軸前軸承處、各進(jìn)給軸的絲杠螺母和軸承座處以及環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)。對(duì)溫度測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，繪制各熱敏感點(diǎn)隨時(shí)間的溫升曲線，并將不同潤(rùn)滑間隔時(shí)間的溫升結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，判斷加工中心II默認(rèn)的潤(rùn)滑間隔時(shí)間設(shè)置是否合理。按照溫升對(duì)比分析結(jié)果調(diào)整潤(rùn)滑間隔時(shí)間，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑系統(tǒng)的潤(rùn)滑量?jī)?yōu)化。
[0022]采用本發(fā)明加工中心潤(rùn)滑性能測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試及優(yōu)化的步驟如下:
(一)設(shè)置加工中心的主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)在高速狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行熱成像測(cè)試，辨識(shí)主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的熱敏感部位；
(二)在熱敏感部位安裝溫度傳感器，在加工中心外防護(hù)上安裝溫度傳感器，測(cè)試環(huán)境溫度;
(三)搭建加工中心潤(rùn)滑系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
(四)確定潤(rùn)滑系統(tǒng)測(cè)試的環(huán)境；
(五)通過(guò)加工中心的數(shù)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)潤(rùn)滑系統(tǒng)的潤(rùn)滑間隔時(shí)間，并使加工中心的主軸和各進(jìn)給軸在高速狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；
(六)采集不同潤(rùn)滑間隔時(shí)間時(shí)的主軸前軸承處、各進(jìn)給軸的絲杠螺母和軸承座處以及環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)；
(七)對(duì)溫度測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，繪制各熱敏感點(diǎn)隨時(shí)間的溫升曲線，并將不同潤(rùn)滑間隔時(shí)間的溫升結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，判斷加工中心默認(rèn)的潤(rùn)滑間隔時(shí)間設(shè)置是否合理。
[0023](A)按照溫升對(duì)比分析結(jié)果調(diào)整潤(rùn)滑間隔時(shí)間，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑系統(tǒng)的潤(rùn)滑量?jī)?yōu)化。
[0024]在所述步驟(一)中，熱成像測(cè)試時(shí)，加工中心在冷態(tài)下開(kāi)始試驗(yàn)，滿足試驗(yàn)前6h之內(nèi)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，試驗(yàn)時(shí)不準(zhǔn)中途停機(jī)，主軸和進(jìn)給系統(tǒng)在高速下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不低于5h。
[0025]在所述步驟(二)中，對(duì)主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)熱敏感部位安裝溫度傳感器的具體位置為加工中心主軸的前軸承處、X、Y、Z進(jìn)給軸的絲杠螺母處、絲杠軸承座處。
[0026]在所述步驟(四)中，測(cè)試環(huán)境包括環(huán)境溫度、溫度梯度和濕度，所述環(huán)境溫度為17?23°C，溫度梯度為0?3°C /m，相對(duì)濕度為40?70%。
[0027]在所述步驟(五)中，加工中心的主軸的轉(zhuǎn)速不低于最高轉(zhuǎn)速的80%，各進(jìn)給軸速度不低于最大速度的80%。
【權(quán)利要求】
1.一種加工中心潤(rùn)滑性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:包括溫度傳感器、溫度數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)，所述的溫度傳感器分布在被測(cè)加工中心的熱敏感部位，通過(guò)溫度數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)采集處理加工中心的溫升數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加工中心潤(rùn)滑性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述的溫度傳感器分別放置在被測(cè)加工中心外圍及被測(cè)加工中心的主軸、X軸軸承座、Y軸軸承座、Z軸軸承座、X軸螺母、Y軸螺母、Z軸螺母上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加工中心潤(rùn)滑性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述的溫度傳感器帶有磁力座，通過(guò)磁力吸附在被測(cè)的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加工中心潤(rùn)滑性能測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于:所述的溫度數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)包括單端32路數(shù)據(jù)采集卡、A/D轉(zhuǎn)換模塊及數(shù)據(jù)處理器；通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集溫度傳感器的模擬量信號(hào)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊將轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理器處理。
5.一種加工中心潤(rùn)滑性能的優(yōu)化方法，其特征在于，按如下步驟進(jìn)行: (一)設(shè)置加工中心的主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)在高速狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行熱成像測(cè)試，辨識(shí)主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的熱敏感部位； (二)在熱敏感部位安裝溫度傳感器，在加工中心外防護(hù)上安裝溫度傳感器，測(cè)試環(huán)境溫度; (三)搭建加工中心潤(rùn)滑系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)； (四)確定潤(rùn)滑系統(tǒng)測(cè)試的環(huán)境； (五)通過(guò)加工中心的數(shù)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)潤(rùn)滑系統(tǒng)的潤(rùn)滑間隔時(shí)間，并使加工中心的主軸和各進(jìn)給軸在高速狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)； (六)采集不同潤(rùn)滑間隔時(shí)間時(shí)的主軸前軸承處、各進(jìn)給軸的絲杠螺母和軸承座處以及環(huán)境的溫度數(shù)據(jù)； (七)對(duì)溫度測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，繪制各熱敏感點(diǎn)隨時(shí)間的溫升曲線，并將不同潤(rùn)滑間隔時(shí)間的溫升結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，判斷加工中心默認(rèn)的潤(rùn)滑間隔時(shí)間設(shè)置是否合理； (A)按照溫升對(duì)比分析結(jié)果調(diào)整潤(rùn)滑間隔時(shí)間，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑系統(tǒng)的潤(rùn)滑量?jī)?yōu)化。
6.按照權(quán)利要求5所述的加工中心潤(rùn)滑性能的優(yōu)化方法，其特征在于:在所述步驟(一)中，熱成像測(cè)試時(shí)，加工中心在冷態(tài)下開(kāi)始試驗(yàn)，滿足試驗(yàn)前6h之內(nèi)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，試驗(yàn)時(shí)不準(zhǔn)中途停機(jī)，主軸和進(jìn)給系統(tǒng)在高速下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不低于5h。
7.按照權(quán)利要求5所述的加工中心潤(rùn)滑性能的優(yōu)化方法，其特征在于:在所述步驟(二)中，對(duì)主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)熱敏感部位安裝溫度傳感器的具體位置為加工中心主軸的前軸承處、X、Y、Z進(jìn)給軸的絲杠螺母處、絲杠軸承座處。
8.按照權(quán)利要求5所述的加工中心潤(rùn)滑性能的優(yōu)化方法，其特征在于:在所述步驟(四)中，測(cè)試環(huán)境包括環(huán)境溫度、溫度梯度和濕度，所述環(huán)境溫度為17?23°C，溫度梯度為0?3°C /m，相對(duì)濕度為40?70%。
9.按照權(quán)利要求5所述的加工中心潤(rùn)滑性能的優(yōu)化方法，其特征在于:在所述步驟(五)中，加工中心的主軸的轉(zhuǎn)速不低于最高轉(zhuǎn)速的80%,各進(jìn)給軸速度不低于最大速度的80%。
【文檔編號(hào)】B23Q11/12GK103639848SQ201310727481
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】劉闊 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司