專利名稱：一種切削扭矩測量方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及檢測技術領域，特別涉及一種切削扭矩測量方法及裝置。
背景技術：
在機床加工過程中，通過對機床主軸電機刀具所承受切削扭矩的測量，不僅可以反映出機床的負載情況，而且對機床、主軸電機以及刀具的結構研究和性能分析都能夠提供數據參考和方向指導，因此對主軸電機進行切削扭矩測量是十分必要的。目前普遍采用的切削扭矩測量方法是非接觸式扭矩傳感器法或者應變片法，非接觸式扭矩傳感器法，結構復雜，而且測量成本高，在實際應用中受到很大限制；而應變片法由于對操作者水平要求很高，加之受環(huán)境影響較大，實用性也有很大局限。因此需要研究一種新的切削扭矩測量方法和裝置，以滿足操作簡單、測量成本低、實用性強的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種不同于傳統測量方法的切削扭矩測量方法及裝置，實現了操作簡單、測量成本低、實用性強的要求。為了解決上述技術問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現的一種切削扭矩測量方法，包括如下步驟
A.根據主軸電機自身性能，由測功機測出主軸電機的機械扭矩性能曲線簇，包括“轉速與扭矩”或“電流與扭矩”關系曲線簇；
B.加工開啟，由轉速傳感器或電流傳感器檢測出主軸電機的轉速或電流；
C.通過應用軟件從主軸電機的機械扭矩性能曲線簇中查找出與測得的轉速或電流數據對應的輸出扭矩。優(yōu)選地，上述方法中所述的機械扭矩性能曲線簇，根據電機自身性能，對開環(huán)控制的異步電機可測出“轉速與扭矩”或“電流與扭矩”的關系曲線簇；對開環(huán)控制的同步電機、閉環(huán)控制的同步和異步電機可測出“電流與扭矩”的關系曲線簇。優(yōu)選地，上述方法中在步驟C之后，還包括
D.繪制測試結果曲線，包括“切削扭矩-轉速曲線”或“切削扭矩-電流曲線”以及“切削扭矩-時間曲線”。一種切削扭矩測量裝置，由電流傳感器、轉速傳感器、信號處理與采集系統、計算機處理系統組成，電流傳感器對應于被測系統的主軸電機與電機驅動器之間的線路；轉速傳感器對應于主軸電機的轉動部分；電流傳感器和轉速傳感器通過信號處理與采集系統接通于計算機處理系統；計算機處理系統包含有應用軟件。本發(fā)明的有益效果在于在實際測量過程中只需要測量出電機的電流或轉速，利用空載時測出的電機機械扭矩性能曲線簇，即可得到切削扭矩，即在不需要昂貴的扭矩傳感器的條件下就獲得了加工過程中的切削扭矩，大大簡化了測量程序，操作簡單、測量成本低、實用性強。


圖1是本發(fā)明切削扭矩測量方法及裝置的原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述
如圖ι所示，本發(fā)明的一種切削扭矩測量裝置，由電流傳感器3、轉速傳感器4、信號處理與采集系統5、計算機處理系統6組成，電機驅動器1、主軸電機2、刀具7和工件8屬于被測系統。其中，電流傳感器3對應于電機驅動器1與主軸電機2之間的線路設置，轉速傳感器4對應于主軸電機2的轉動部分，并且電流傳感器3和轉速傳感器4通過信號處理與采集系統5與計算機處理系統6接通，計算機處理系統6的內部裝有用來處理測量數據的應用軟件。實施例1 測量開環(huán)控制的異步主軸電機切削扭矩的方法。測量時可選擇電流傳感器3或轉速傳感器4中的之一來工作，在本實施例中，選擇以轉速傳感器4工作，具體過程如下
1)在測量切削扭矩之前，先用測功機測出主軸電機2的“轉速與扭矩”的關系曲線簇，并將其寫入應用軟件中；
2)啟動加工進行測量，由轉速傳感器4檢測出主軸電機的轉速，經信號處理與采集系統5處理后，將數據傳送給計算機處理系統6 ；
3)由應用軟件在已有的“轉速與扭矩”的關系曲線簇中找出與測量的轉速數據對應的輸出扭矩；
4)繪制出主軸電機的“切削扭矩-轉速曲線”和“切削扭矩-時間曲線”。實施例2 測量閉環(huán)控制的異步主軸電機切削扭矩的方法。在本實施例中，只能選擇電流傳感器3來工作，因此轉速傳感器4可關閉，具體過程如下
1)在測量切削扭矩之前，先用測功機測出主軸電機2的“電流與扭矩”的關系曲線簇，并將其寫入應用軟件中；
2)啟動加工進行測量，由電流傳感器3檢測出主軸電機的電流，經信號處理與采集系統5處理后，將數據傳送給計算機處理系統6 ；
3)由應用軟件在已有的“電流與扭矩”的關系曲線簇中找出與測量的電流數據對應的輸出扭矩；
4)繪制出主軸電機的“切削扭矩-電流曲線”和“切削扭矩-時間曲線”。以上實施例的主要性能指標如下
測功機測試出主軸電機的機械扭矩性能曲線簇精度為士0. 5% ；機械旋轉轉速測量精度為士 1%;電機系統電流測量精度為士 1%。
權利要求
1.一種切削扭矩測量方法，其特征在于包括如下步驟A.根據主軸電機自身性能，由測功機測出主軸電機的機械扭矩性能曲線簇，包括“轉速與扭矩”或“電流與扭矩”關系曲線簇；B.加工開啟，由轉速傳感器或電流傳感器檢測出主軸電機的轉速或電流；C.通過應用軟件從主軸電機的機械扭矩性能曲線簇中查找出與測得的轉速或電流數據對應的輸出扭矩。
2.根據權利要求1所述的一種切削扭矩測量方法，其特征在于步驟A中測量的機械 扭矩性能曲線簇，包括如下情況對開環(huán)控制的異步電機可測出“轉速與扭矩”或“電流與扭矩”的關系曲線簇；對開環(huán)控制的同步電機、閉環(huán)控制的同步和異步電機可測出“電流與扭矩”的關系曲線簇。
3.根據權利要求1或2所述的一種切削扭矩測量方法，其特征在于在步驟C之后，還包括D.繪制出測試結果曲線，包括“切削扭矩-轉速曲線”或“切削扭矩-電流曲線”以及“切削扭矩-時間曲線”。
4.一種切削扭矩測量裝置，其特征在于它由電流傳感器、轉速傳感器、信號處理與采集系統、計算機處理系統組成，電流傳感器對應于被測系統的主軸電機與電機驅動器之間的線路；轉速傳感器對應于主軸電機的轉動部分；電流傳感器和轉速傳感器通過信號處理與采集系統接通于計算機處理系統；計算機處理系統包含有應用軟件。
全文摘要
本發(fā)明涉及檢測技術領域，特別涉及一種切削扭矩測量方法及裝置。一種切削扭矩測量方法，包括以下步驟1)根據主軸電機自身性能，由測功機測出主軸電機的機械扭矩性能曲線簇；2)由轉速傳感器或電流傳感器檢測出主軸電機的轉速或電流；3)通過應用軟件查找出對應的輸出扭矩。一種切削扭矩測量裝置，由電流傳感器、轉速傳感器、信號處理與采集系統、計算機處理系統組成，電流傳感器和轉速傳感器通過信號處理與采集系統將采集到的信號傳送到計算機處理系統；計算機處理系統包含存有主軸電機機械扭矩性能曲線簇的應用軟件。本發(fā)明簡化了測量程序，操作簡單、測量成本低、實用性強。
文檔編號G01L3/00GK102393267SQ20111035070
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權日2011年11月9日
發(fā)明者付江寒, 崔立英 申請人:北京精雕精密機械制造有限公司