首页 / 专利库 / 电脑编程 / 算法 / 一种电主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法

一种电主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法

阅读:282发布:2021-09-19

专利汇可以提供一种电主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种电 主轴 转动状态下的 刚度 建模和间接检测方法,主要针对难以直接检测在转动状态下的电主轴刚度问题,给出了一种电主轴刚度的间接检测方法。该方法采用小挠度微分方程和虎克定律分别建立 转轴 、 轴承 、定制刀柄和主轴刀柄结合面的 变形 方程;运用 叠加 原理,得到转轴、轴承、主轴刀柄结合面、定制刀柄等组成的电主轴系统的刚度模型。基于加载装置、主轴回转误差分析仪组成的检测系统,对电主轴静止状态下的转轴、主轴刀柄结合面和定制刀柄的刚度值进行辨识,再对电主轴转动状态下的轴承刚度值进行辨识,最后基于电主轴刚度模型,计算电主轴的真实刚度。该方法可准确检测电主轴刚度,可用于电主轴性能测试试验。,下面是一种电主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法专利的具体信息内容。

1.一种电主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法,所述的电主轴包括前轴承(3)、后轴承(1)和转轴(2);电主轴、定制刀柄(4)、主轴刀柄结合面和标准球目标共同组成电主轴系统,其特征在于,所述的刚度建模和检测方法包括如下步骤:
1)将电主轴系统中的转轴(2)和定制刀柄(4)简化为两根相接的简支梁,并基于小挠度微分方程,建立转轴(2)和定制刀柄(4)的变形方程:
其中,w1(z)是所述的转轴(2)和定制刀柄(4)所组成的简支梁的变形量,F是施加在定制刀柄(4)上的外,z是转轴(2)和定制刀柄(4)组成的简支梁上的点距后轴承(1)的长度,l1是前轴承(3)距后轴承(1)的长度,l2是电主轴最前端距前轴承(3)的长度,l3是定制刀柄(4)的长度,k1、k2分别表示转轴(2)、定制刀柄(4)的刚度,C1,C2,C3,C4,D1,D2,D3和D4是常量,由主轴系统的内部结构确定;
2)基于虎克定律,建立电主轴系统中的前轴承(3)和后轴承(1)的变形方程:
其中,w2(z)表示前轴承(3)和后轴承(1)产生的变形量,k3、k4分别表示后轴承(1)、前轴承(3)的刚度;
3)基于虎克定律,建立主轴刀柄结合面的变形方程:
其中,w3(z)表示主轴刀柄结合面产生的变形量,k5表示主轴刀柄结合面的刚度;
4)基于叠加原理,将步骤1)中的转轴(2)和定制刀柄(4)变形量,步骤2)中的前轴承(3)和后轴承(1)的变形量,以及步骤3)中的主轴刀柄结合面的变形量进行相加,建立电主轴系统的变形方程:
其中,w(z)表示电主轴系统的变形量,B1(z),B2(z),B3(z),B4(z)和B5(z)分别为转轴(2)、定制刀柄(4)、前轴承(3)、后轴承(1)、主轴刀柄结合面在z点的常量;
5)将施加在定制刀柄(4)上的外力除以电主轴系统的变形量,得到电主轴系统的刚度模型:
其中Kd(z)表示电主轴系统在z点的刚度值;
6)基于叠加原理,将步骤1)中的转轴(2)和定制刀柄(4)变形量,步骤2)中的前轴承(3)和后轴承(1)的变形量进行相加,得到电主轴的变形量,并将施加在电主轴前端的外力除以电主轴的变形量,得到电主轴的刚度模型:
其中Kspindel表示电主轴的刚度值;
7)在电主轴静止状态下,对所述的定制刀柄(4)施加力,并通过位移传感器(6)采集电主轴系统在不同力作用情况下的位移;基于线性最小二乘法,建立力和位移的一次线性方程,其中线性方程的斜率即为电主轴系统在位移传感器(6)检测位置的刚度值,所述的电主轴系统在位移传感器(6)检测位置的刚度值的计算公式为:
其中,wi(z)是当施加在定制刀柄(4)上的力为Fi时z点的位移;n表示检测次数, 表示检测n次所施加的力的平均值, 表示检测n次的位移的平均值;
8)改变位移传感器(6)检测位置,重复步骤7)m次,得到电主轴系统中m个不同位置的刚度值,所述的m是大于等于5的正整数;
9)基于广义逆,将步骤8)得到的电主轴系统上m个位置的刚度值和根据步骤5)中计算得到的电主轴系统刚度值进行拟合,计算得到转轴(2)、定制刀柄(4)和主轴刀柄结合面的刚度值以及静止状态下的前轴承(3)和后轴承(1)的刚度值,即:
其中,z6,z7,z8表示电主轴系统上不同位置的测点;
10)在电主轴转动状态下,对所述的定制刀柄(4)施加力,并采用主轴回转误差分析仪采集标准球目标的回转运动曲线;基于最小二乘圆算法,得到不同的力作用下,标准球目标的回转运动曲线的最小二乘圆圆心(7)位置;基于勾股定理得到不同力作用下,最小二乘圆圆心(7)位置的位移量;基于线性最小二乘法,建立不同力和最小二乘圆圆心(7)位置的位移量的一次线性方程,其中线性方程的斜率即为电主轴系统在转动状态下的刚度值,所述的电主轴在转动状态下的刚度值计算公式为:
其中,dj(z)是对定制刀柄施加的力为Fj时,z点的回转运动曲线的最小二乘圆圆心(7)位置的位移量;n表示检测次数, 表示检测n次所施加的力的平均值, 表示检测n次的最小二乘圆圆心(7)位置的位移量的平均值;
11)将步骤10)得到的电主轴系统在转动状态下的刚度值和根据步骤5)中计算得到的电主轴系统刚度值进行拟合,计算得到前轴承(3)、后轴承(1)在不同转速下的刚度值,计算公式为:
其中,z4和z5分别表示标准球目标上的两个不同位置;
12)基于步骤6)的电主轴刚度模型,将步骤9)和步骤11)中辨识的转轴(2)刚度值、前轴承(3)刚度值和后轴承(1)刚度值代入电主轴刚度模型,得到最终的电主轴刚度值:
2.如权利要求1所述的一种电主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法,其特征在于,最小二乘圆算法采用最小二乘圆近似算法来计算最小二乘圆圆心(7),计算公式为:
其中x0和y0表示最小二乘圆圆心(7)的横坐标和纵坐标,A1、A2、A3、A4和A5表示中间变量,分别为:
其中xi和yi表示两个位移传感器检测到的信号,n表示检测次数。
3.如权利要求1所述的一种电主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法,其特征在于,所述的标准球目标采用双标准球(5)、精密针规或标准棒。

说明书全文

一种电主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电主轴性能检测领域,具体涉及电主轴在转动状态下的刚度建模和间接检测方法。

背景技术

[0002] 电主轴技术的快速发展使高速数控加工技术得到广泛应用。电主轴通过将数控机床主轴和主轴电机融为一体,使数控机床的主轴部件从机床的传动系统和整体结构中独立出来,具有结构紧凑、重量轻、惯性小、转速高、精度高、噪声低、响应快等优点。目前,电主轴不仅需要精确地高速运行,而且还要具有高刚度。电主轴的运动精度和刚度直接影响数控机床的加工精度和工件的表面质量。电主轴在转动状态下的刚度过低通常会导致颤振,刀片过度倾斜和不需要的回切。因此,为了保证最佳的加工工艺和可靠的操作,需要对电主轴的刚度进行检测,并评估其在转动状态下的性能。
[0003] 电主轴的刚度可以分为静态刚度和旋转条件下的刚度。由于电主轴在高速转动时,无法在电主轴的前端同时施加和检测施加力方向的变形量,因此对于电主轴的刚度检测一般在静止状态下进行检测。但由于数控机床在加工时,电主轴处于旋转状态,因此检测电主轴处于旋转状态下的刚度,更能准确评估电主轴刚度。此外,由于电主轴在旋转时会产生离心力和回转力矩,导致电主轴内部元件之间的位置和间隙发生改变,从而使电主轴刚度发生变化。因此需要对电主轴在旋转状态下的刚度进行检测。
[0004] 本发明提出一种电主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法,针对电主轴在旋转状态下刚度无法直接检测的问题,首先通过变形方程和叠加原理,建立电主轴系统的刚度模型,并分别在电主轴静止状态下和转动状态下,辨识电主轴系统刚度模型中的参数,最终经过模型转换得到电主轴在不同转速下的刚度值。本发明方法可应用在电主轴的性能测试,可对电主轴的刚度进行准确地检测。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种电主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法,主要用来解决电主轴转动刚度难以直接检测的问题。
[0006] 本发明的技术方案如下:
[0007] 一种主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法,所述的电主轴包括前轴承、后轴承和转轴;电主轴、定制刀柄、主轴刀柄结合面和标准球目标共同组成电主轴系统,其特征在于,所述的刚度建模和检测方法包括如下步骤:
[0008] 1)将电主轴系统中的转轴和定制刀柄简化为两根相接的简支梁,并基于小挠度微分方程,建立转轴和定制刀柄的变形方程:
[0009]
[0010] 其中,w1(z)是所述的转轴和定制刀柄所组成的简支梁的变形量,F是施加在定制刀柄上的外力,z是转轴和定制刀柄组成的简支梁上的点距后轴承的长度,l1是前轴承距后轴承的长度,l2是电主轴最前端距前轴承的长度,l3是定制刀柄的长度,k1、k2分别表示转轴、定制刀柄的刚度,C1,C2,C3,C4,D1,D2,D3和D4是常量,由主轴系统的内部结构确定;
[0011] 2)基于虎克定律,建立电主轴系统中的前轴承和后轴承的变形方程:
[0012]
[0013] 其中,w2(z)表示前轴承和后轴承产生的变形量,k3、k4分别表示后轴承、前轴承的刚度;
[0014] 3)基于虎克定律,建立主轴刀柄结合面的变形方程:
[0015]
[0016] 其中,w3(z)表示主轴刀柄结合面产生的变形量,k5表示主轴刀柄结合面的刚度;
[0017] 4)基于叠加原理,将步骤1)中的转轴和定制刀柄变形量,步骤2)中的前轴承和后轴承的变形量,以及步骤3)中的主轴刀柄结合面的变形量进行相加,建立电主轴系统的变形方程:
[0018]
[0019] 其中,w(z)表示电主轴系统的变形量,B1(z),B2(z),B3(z),B4(z)和B5(z)分别为转轴、定制刀柄、前轴承、后轴承、主轴刀柄结合面在z点的常量;
[0020] 5)将施加在定制刀柄上的外力除以电主轴系统的变形量,得到电主轴系统的刚度模型:
[0021]
[0022] 其中Kd(z)表示电主轴系统在z点的刚度值;
[0023] 6)基于叠加原理,将步骤1)中的转轴和定制刀柄变形量,步骤2)中的前轴承和后轴承的变形量进行相加,得到电主轴的变形量,并将施加在电主轴前端的外力除以电主轴的变形量,得到电主轴的刚度模型:
[0024]
[0025] 其中Kspindle表示电主轴的刚度值;
[0026] 7)在电主轴静止状态下,对所述的定制刀柄施加力,并通过位移传感器采集电主轴系统在不同力作用情况下的位移;基于线性最小二乘法,建立力和位移的一次线性方程,其中线性方程的斜率即为电主轴系统在位移传感器检测位置的刚度值,所述的电主轴系统在位移传感器检测位置的刚度值的计算公式为:
[0027]
[0028] 其中,wi(z)是当施加在定制刀柄(4)上的力为Fi时z点的位移;n表示检测次数,表示检测n次所施加的力的平均值, 表示检测n次的位移的平均值;
[0029] 8)改变位移传感器检测位置,重复步骤7)m次,得到电主轴系统中m个不同位置的刚度值,所述的m是大于等于5的正整数;
[0030] 9)基于广义逆,将步骤8)得到的电主轴系统上m个位置的刚度值和根据步骤5)中计算得到的电主轴系统刚度值进行拟合,计算得到转轴、定制刀柄和主轴刀柄结合面的刚度值以及静止状态下的前轴承和后轴承的刚度值,即:
[0031]
[0032] 其中,z6,z7,z8表示电主轴系统上不同位置的测点;
[0033] 10)在电主轴转动状态下,对所述的定制刀柄施加力,并采用主轴回转误差分析仪采集标准球目标的回转运动曲线;基于最小二乘圆算法,得到不同的力作用下,标准球目标的回转运动曲线的最小二乘圆圆心位置;基于勾股定理得到不同力作用下,最小二乘圆圆心位置的位移量;基于线性最小二乘法,建立不同力和最小二乘圆圆心位置的位移量的一次线性方程,其中线性方程的斜率即为电主轴系统在转动状态下的刚度值,所述的电主轴在转动状态下的刚度值计算公式为:
[0034]
[0035] 其中,dj(z)是对定制刀柄施加的力为Fj时,z点的回转运动曲线的最小二乘圆圆心位置的位移量;n表示检测次数, 表示检测n次所施加的力的平均值, 表示检测n次的最小二乘圆圆心位置的位移量的平均值;
[0036] 11)将步骤10)得到的电主轴系统在转动状态下的刚度值和根据步骤5)中计算得到的电主轴系统刚度值进行拟合,计算得到前轴承、后轴承在不同转速下的刚度值,计算公式为:
[0037]
[0038] 其中,z4和z5分别表示标准球目标上的两个不同位置;
[0039] 12)基于步骤6)的电主轴刚度模型,将步骤9)和步骤11)中辨识的转轴刚度值、前轴承刚度值和后轴承刚度值代入电主轴刚度模型,得到最终的电主轴刚度值:
[0040]
[0041] 所述的一种电主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法,其特征在于,最小二乘圆算法采用最小二乘圆近似算法来计算最小二乘圆圆心,计算公式为:
[0042]
[0043]
[0044] 其中x0和y0表示最小二乘圆圆心的横坐标和纵坐标,A1、A2、A3、A4和A5表示中间变量,分别为:
[0045]
[0046]
[0047]
[0048]
[0049]
[0050] 其中xi和yi表示两个位移传感器检测到的信号,n表示检测次数。
[0051] 所述的一种电主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法,其特征在于,所述的标准球目标采用双标准球、精密针规或标准棒。
[0052] 本发明具有以下优点及突出性的技术效果:
[0053] 本发明提出一种电主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法,针对电主轴刚度无法检测的问题,首先通过小挠度微分方程、虎克定律和叠加原理,建立电主轴系统的刚度模型,并分别在电主轴静止状态下和转动状态下,辨识电主轴系统刚度模型中的参数,最终经过模型转换得到电主轴在不同转速下的刚度值。本发明方法可应用在电主轴的性能测试,可准确检测电主轴的刚度。附图说明
[0054] 图1为本发明提供的一种电主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法的流程图
[0055] 图2为电主轴系统和性能检测系统图。
[0056] 图3为转轴和定制刀柄的刚度模型原理图。
[0057] 图4为前轴承和后轴承的刚度模型原理图。
[0058] 图5为主轴刀柄结合面的刚度模型原理图。
[0059] 图6为电主轴前端标准球球心旋转曲线。
[0060] 图7为电主轴旋转状态下最小二乘圆随加载力变化示意图。
[0061] 图8为使用本发明得到的一种国产电主轴的刚度性能图。
[0062] 图中:1-后轴承;2-转轴;3-前轴承;4-定制刀柄;5-双标准球;6-位移传感器;7-最小二乘圆圆心;8-最大内接圆;9-最小二乘圆;10-最小外接圆。

具体实施方式

[0063] 下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的详细说明:
[0064] 图1为本发明的一种电主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法的流程图,图2为电主轴系统和性能检测系统图,将本发明的刚度建模和辨识方法运用到图2的电主轴系统实施例当中,对电主轴刚度建模和辨识方法流程进行详细介绍。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0065] 由于电主轴在高速转动时,无法在电主轴前端即施加力又检测位移,因此设计了如图2所示的电主轴系统和刚度检测装置。通过在电主轴前端安装一把定制刀柄4,在定制刀柄4上方安装轴承,通过在轴承上施加力,来实现对旋转状态下的主轴上施加载荷。同时在定制刀柄4前端安装双标准球5,通过双标准球5来检测电主轴的运动回转曲线。从图2中可以看到电主轴系统包括转轴2、定制刀柄4、主轴刀柄结合面、双标准球5、前轴承1、后轴承3等部分,因此下面将对各个部分的受力和变形进行单独分析,再运用叠加原理,得到电主轴系统的变形和刚度模型。
[0066] 1)转轴2和定制刀柄4变形分析
[0067] 图3为转轴2和定制刀柄4的刚度模型原理图,将转轴2和定制刀柄4简化为两根相接的简支梁,根据小挠度微分方程可得:
[0068]
[0069]
[0070] 其中,θ1表示转轴2和定制刀柄4组成的简支梁上的点的转,z表示简支梁上的点离后轴承1的距离;w1和M分别是简支梁挠度和简支梁截面上的弯矩;I是简支梁截面对于中性轴的惯性矩;E为材料的弹性模量;C和D是积分常数,由简支梁的转角和挠度的约束条件确定。
[0071] 对主轴进行受力分析,得到弯矩方程:
[0072]
[0073] 其中F是施加在定制刀柄4上的外力,l1是前轴承3距后轴承1的长度,l2是电主轴最前端离前轴承3的距离,l3是定制刀柄4的长度。
[0074] 将方程(3)带入方程(2),得到转轴2和定制刀柄4组成的简支梁的变形方程,即[0075]
[0076] 其中k1、k2分别表示转轴2、定制刀柄4的刚度,C1,C2,C3,C4,D1,D2,D3和D4是中间变量常量,其具体关系式为:
[0077]
[0078]
[0079]
[0080]
[0081] D1=0  (9)
[0082]
[0083]
[0084]
[0085] 2)前轴承3和后轴承1变形分析
[0086] 图4为前轴承3和后轴承1的刚度模型原理图,在对前轴承3和后轴承1刚度进行分析时,将转轴2、定制刀柄4和主轴刀柄结合面考虑成刚体。因此,当定制刀柄4受到径向力载荷时,电主轴将发生倾斜,对其受力进行分析,得到力平衡方程:
[0087]
[0088] 其中 和 分别表示电主轴系统在z0点、z1点和z3点所受到的力,因此在z0点和z1点的变形量分别为:
[0089]
[0090]
[0091] 其中 和 分别表示电主轴系统在z0点和z1点的变形量,k3和k4分别表示后轴承1和前轴承3的刚度,因此可得到前轴承3和后轴承1的变形方程:
[0092]
[0093] 3)主轴刀柄结合面变形分析
[0094] 图5为主轴刀柄结合面的刚度模型原理图,假设转轴2和定制刀柄4通过弹簧连接,因此在主轴刀柄结合面处的变形为:
[0095]
[0096] 其中 和 分别为当定制刀柄4受到外加载荷力F时,转轴2和定制刀柄4在连接处z2点的变形量,k5为主轴刀柄结合面的等效刚度;
[0097] 因此主轴刀柄结合面的变形方程为:
[0098]
[0099] 4)电主轴系统和主轴刚度模型
[0100] 通过叠加原理,将方程(4)、方程(16)和方程(18)进行叠加,得到电主轴系统的总变形方程
[0101]
[0102] 其中B1(z),B2(z),B3(z),B4(z)和B5(z)分别为关于检测点位置的常量。
[0103] 将外力除以变形量,得到电主轴系统的刚度模型,其表达式为
[0104]
[0105] 电主轴的实际刚度是在电主轴前端z2点施加载荷力 并除以z2点处的位移,所得到的值即为电主轴的刚度值。电主轴的刚度模型和电主轴系统刚度模型分析类似,只需将外载荷力F平移至z2点,再结合叠加原理,即可得到计算主轴的刚度模型,即[0106]
[0107] 5)电主轴静止状态下刚度参数辨识
[0108] 首先在电主轴处于静止状态下,对转轴2刚度、定制刀柄4刚度、主轴刀柄结合面刚度进行辨识,接着在电主轴处于高速旋转状态下,对前轴承3和后轴承1的刚度进行辨识。最后结合前两步辨识参数结果,对主轴的刚度进行计算,得到电主轴在不同转速下的刚度。
[0109] 通过在电主轴的多个位置点安装位移传感器6,检测在外载荷作用在z3点时,各个测点的位移,并采用最小二乘法拟合二元一次方程,该方程的斜率即为该测点的等效刚度,等效刚度计算方程为
[0110]
[0111] 其中wi(z)时当z3点加载力为Fi时,z点的位移值。
[0112] 由于在实验中会存在一定的测量误差,因此在对主轴系统刚度模型中的参数进行辨识时,将检测多于求解变量值的测点来构造超定方程组,再采用矩阵的广义逆来求解方程的最小平方和解,以此来减少实验中的误差,最终得到转轴2、定制刀柄4、主轴刀柄结合面的刚度值和主轴静止状态下的前轴承3和后轴承1刚度值,即
[0113]
[0114] 其中z6,z7,z8表示电主轴系统上不同位置的测点。
[0115] 6)电主轴旋转状态下刚度参数辨识
[0116] 当电主轴处于高速旋转时,由于离心力的存在,电主轴系统的变形量包括外力引起的变形量和离心力引起的变形量,因此不能直接将外力除以电主轴径向位移所得到的值作为电主轴系统在旋转状态下的刚度值,这样会造成主轴刚度偏小。由于离心力各向同性的性质,因此可采用电主轴回转中心的偏移量作为电主轴的径向位移。因此在电主轴前端安装双标准球5,通过在双标准球5平和竖直两个方向安装位移传感器6来检测电主轴的径向回转曲线,并通过最小二乘圆算法来计算主轴回转轨迹的最小二乘圆圆心7。根据不同加载力下的最小二乘圆圆心7的坐标,来得到不同加载力下的主轴回转中心的相对偏移量。最终结合最小二乘法和电主轴刚度模型,获得电主轴在不同回转速度下的刚度。
[0117] 图6为电主轴前端标准球球心旋转曲线。图中的实线为电主轴前端标准球球心旋转曲线,三个虚线同心圆从里到外分别为最大内接圆8,最小二乘圆9和最小外接圆10,其中最小二乘圆9的计算公式为:
[0118]
[0119] 通过求解x0、y0和rlms,使得 最小。其中xi和yi分别表示两个相互垂直的位移传感器6检测到的位移信号,x0、y0分别表示最小二乘圆圆心7的横坐标和纵坐标,rlms表示最小二乘圆半径。由于最小二乘圆9无解析解,采用近似算法来求解最小二乘圆圆心7,其计算公式为
[0120]
[0121]
[0122] 其中,
[0123]
[0124]
[0125]
[0126]
[0127]
[0128] 图7为电主轴旋转状态下最小二乘圆9随加载力变化示意图。将电主轴旋转,并逐步增加电主轴的外力,画出电主轴在不同加载力下的径向运动曲线图。通过上述的最小二乘圆算法,计算得到不同的加载力下的最小二乘圆圆心7位置,以没有加载力的最小二乘圆圆心7为起始点,基于勾股定理,计算得到不同径向力下的圆心偏移量。最后基于线性最小二乘法拟合加载力和圆心位移之间的线性关系曲线,其斜率即为在该位置的等效刚度,刚度的计算方程为:
[0129]
[0130] 其中dj(z)表示为z3点加载力为Fj时,z点的最小二乘圆圆心7位移量,即:
[0131]
[0132] 其中x0和y0表示无加载力时的z点的最小二乘圆圆心7坐标。
[0133] 结合静止状态下已经辨识出来的转轴2、定制刀柄4和主轴刀柄结合面的刚度特征值,电主轴系统的刚度模型和简化为:
[0134]
[0135] 通过矩阵求逆,可得到电主轴在不同转速下的前轴承3和后轴承1刚度,其计算公式为
[0136]
[0137] 其中z4和z5分别表示双标准球5的两个球心离后轴承1中心的距离。
[0138] 最终将辨识得到的转轴2刚度值、前轴承3刚度值和后轴承1刚度值带入到电主轴刚度模型中,得到电主轴的刚度值,其计算公式为:
[0139]
[0140] 图8为采用本方法后,对一种国产电主轴的刚度辨识后得到的刚度图,图中的横坐标表示电主轴的转速变化范围,纵坐标表示电主轴的刚度值。检测结果表明,电主轴的静止刚度值为72顿/微米,旋转状态下的刚度值约为50牛顿/微米,在电主轴旋转时,电主轴的刚度随着转速的升高,先上升后下降。本发明提出的一种电主轴转动状态下的刚度建模和间接检测方法可应用于电主轴性能检测和监视,也可用于未来真实切削中切削工艺的制定,以及可靠性研究中运动状态和性能退化的研究。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈