CN105403388A - 一种电主轴的测试方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种电主轴的测试方法和装置，实现了对所述电主轴在不同转速下呈现状态的测试。其中，所述方法包括：当启动电主轴运转后，获取电主轴的当前转速；判断电主轴是否满足预设条件，若是，则根据所述主轴的当前转速和预设调节参数确定目标转速，以使主轴以所述目标转速转动，实现对所述电主轴的测试。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床领域，尤其涉及一种电主轴的测试方法及装置。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
电主轴(ElectricSpindle)，又称“高频主轴”(HighFrequencySpindle)或“直接传动主轴”(DirectDriveSpindle)，是内装式电机主轴单元，是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。电主轴由无外壳电机、主轴、轴承、主轴单元壳体、驱动模块和冷却装置等组成。由于电主轴把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”，具有结构紧凑、机械效率高、可获得极高的回转速度、回转精度高、噪声低、振动小等优点，因而在现代数控机床中获得了愈来愈广泛的应用。
由于电主轴是数据机床的一个重要部件，现有技术亟待需要测试电主轴在不同转速下是否均运作良好的方法。
发明内容
本发明提供了一种电主轴的测试方法及装置，实现了对所述电主轴在不同转速下呈现状态的测试。
本发明提供了一种电主轴的测试方法，所述方法包括：
当启动电主轴运转后，获取电主轴的主轴的当前转速；
判断电主轴是否满足预设条件，若是，则根据所述主轴的当前转速和预设调节参数确定目标转速，以使主轴以所述目标转速转动，实现对所述电主轴的测试，其中，所述目标转速与所述当前转速不相等。
优选的，所述预设条件包括：所述主轴连续运行预设时间段。
优选的，所述根据当前转速和预设调节参数确定目标转速包括：
根据当前转速和预设调节参数之和或之差确定目标转速。
优选的，在根据当前转速和预设调节参数确定目标转速之后，所述方法还包括：
若所述目标转速比所述当前转速大，则判断所述目标转速是否大于或等于预设最大转速，若否，则执行判断电主轴是否满足预设条件的步骤。
优选的，所述方法还包括：判断电主轴的温度是否高于或等于预设值，若是，则停止电主轴转动。
本发明还提供了一种电主轴的测试装置，所述装置包括：转速获取单元、预设条件判断单元和目标转速确定单元，其中，所述转速获取单元与所述预设条件判断单元连接，所述预设条件判断单元与所述目标转速确定单元连接，所述目标转速确定单元与所述转速获取单元；
所述转速获取单元，用于当启动电主轴运转后，获取电主轴的主轴的当前转速；
所述预设条件判断单元，用于判断所述电主轴是否满足预设条件，若是，则激活所述目标转速确定单元；
所述目标转速确定单元，用于根据所述主轴的当前转速和预设调节参数确定目标转速，以使主轴以所述目标转速转动，实现对所述电主轴的测试，其中，所述目标转速与所述当前转速不相等。
优选的，所述预设条件包括：所述主轴连续运行预设时间段。
优选的，所述目标转速确定单元，具体用于：
根据当前转速和预设调节参数之和或之差确定目标转速，以使所述主轴以所述目标转速转动，实现对所述电主轴的测试，其中，所述目标转速与所述当前转速不相等。
优选的，所述装置还包括：最大转速判断单元，与所述目标转速确定单元连接，用于若所述目标转速比所述当前转速大，则判断所述目标转速是否大于或等于预设最大转速，若否，则激活所述预设条件判断单元。
优选的，所述装置还包括：温度判断单元，用于判断电主轴的温度是否高于或等于预设值，若是，则停止电主轴转动。
在本发明中，当启动电主轴运转后，获取电主轴的主轴的当前转速，判断电主轴是否满足预设条件，若是，则根据主轴的当前转速和预设调节参数确定目标转速，以使主轴以所述目标转速转动。由于当前转速和目标转速不相等，因此实现了对所述电主轴在不同转速下呈现状态的测试。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为电主轴的结构示意图；
图2为电主轴试验台的示意图；
图3为本发明提供的一种电主轴的测试方法实施例的流程图；
图4为本发明提供的一种电主轴的测试装置实施例的结构框图。
具体实施方式
参见图1，该图为电主轴的结构示意图，在该图中，电主轴包括电机、主轴、轴承、主轴单元壳体、冷却装置等组成。电机的转子采用压配方法与主轴做成一体，电机的转子采用压配方法与主轴做成一体，主轴则由前后轴承支承。电机的定子通过冷却套安装于主轴单元的壳体中。主轴的变速由主轴驱动模块控制，而主轴单元内的温升由冷却装置限制。在主轴的后端装有测速、测角位移传感器，前端的内锥孔和端面用于安装刀具。电主轴传动轮与电主轴中的刀柄结构连接，通过带动刀柄结构转动来驱使电主轴中主轴的转动。
为了测试电主轴的运转情况，在实际应用中可以将电主轴置入数控机床中，利用数控机床的控制系统来使电主轴在不同的转速下运行。另外一种较优的方式是，利用电主轴试验台来测量电主轴在不同转速下的运转情况。参见图2，所述自建电主轴试验台主要包括：变频器、电动机(例如两级的三相异步电动机)、电动机传动轮、传动带、电主轴传动轮、电主轴、控制器、润滑系统等。当所述电动机上电后，驱使电动机传动轮转动，电动机传动轮通过传动带带动电主轴传动轮转动，电主轴传动轮与电主轴中的刀柄结构连接，通过带动刀柄结构转动来驱使电主轴中主轴的转动。控制器通过控制测量改变变频器的频率，变频器与电动机连接，从而实现对电动机转速的变动。
为了测试电主轴在不同转速下是否均运作良好，本发明提供了一种电主轴的测试方法，该方法可以应用于数控机床的控制系统，也可以应用于所述电主轴试验台的控制系统。所述电主轴的测试方法包括：当启动电主轴运转后，获取电主轴的主轴的当前转速；判断电主轴是否满足预设条件，若是，则根据主轴的当前转速和预设调节参数确定目标转速，以使主轴以所述目标转速转动，实现对所述电主轴的测试，由于当前转速和目标转速不相等，因此实现了对所述电主轴在不同转速下呈现状态的测试。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图3，该图为本发明提供的一种电主轴的测试方法实施例的流程图。
本实施例提供的电主轴的测试方法包括如下步骤：
步骤S101：设置初始转速、预设调节参数以及预设条件。
步骤S102：启动电主轴，使电主轴的主轴以所述初始转速运转。
步骤S103：获取所述主轴的当前转速。
在刚开始启动电主轴后，所述当前转速为所述初始转速；而在经过一轮对电主轴的变速后，本轮的当前转速为上一轮计算得到的目标转速。
步骤S104：判断电主轴是否满足预设条件，若是，则执行步骤S105。
在实际应用中，所述预设条件可以设置为电主轴连续运行预设时间段，或者电主轴连续转动预设转数等等，本发明不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况自行设定。
步骤S105：根据主轴的当前转速和预设调节参数确定目标转速，以使主轴以所述目标转速转动。
在本实施例中，根据主轴的当前转速和预设调节参数确定目标转速。具体的，可以将初始转速设定为一个较小值，每次计算目标转速时，都将当前转速加上预设调节参数，得到目标转速，使得主轴的转速是一个由低到高匀速增加的过程。例如，若当前转速为500转/分钟，预设调节参数为100转/分钟，则目标转速为500+100＝600转/分钟。
或者，可以将初始转速设定为一个较大值，每次计算目标转速时，都将当前转速减去预设调节参数，得到目标转速，使得主轴的转速是一个由高到低匀速减小的过程。例如，若当前转速为5000转/分钟，预设调节参数为100转/分钟，则目标转速为5000-100＝4900转/分钟。
或者，可以将将初始转速设定为一个较小值，每次计算目标转速时，都将当前转速乘以预设调节参数，得到目标转速，使得电主轴的转速是一个由低到高快速增加的过程。例如，若当前转速为1000转/分钟，预设调节参数为2，那么所述目标转速为1000×2＝2000转/分钟。
或者，可以将将初始转速设定为一个较大值，每次计算目标转速时，都将当前转速除以预设调节参数，得到目标转速，使得主轴的转速是一个由高到低快速减小的过程。例如，若当前转速为6000转/分钟，预设调节参数为2，那么所述目标转速为6000÷2＝3000转/分钟。
当然，上述四种目标转速的计算方法并不构成对本发明的限定，本领域技术人员还可以根据具体需要自行设计。
在电主轴的主轴以多个转速转动的过程中，专业人员可以根据电主轴表现的状态进行评估，若电主轴运作状况良好，则继续测试，或停止测试；若电主轴在某个或某些转速下运作状况出现问题，则可以根据具体问题具体分析。
步骤S106：若所述目标转速比所述当前转速大，则判断所述目标转速是否大于或等于预设最大转速，若否，则执行步骤S103；若是，则执行步骤S107。
步骤S107：停止电主轴运行。
在本实施例中，在计算得到的目标转速比当前转速大的情况下，可以判断所述目标转速是否大于或等于预设最大转速，若是，则停止测试；若否，则执行判断电主轴是否满足预设条件的步骤，以便进行下一轮对电主轴的变速。
在本实施例中，通过对电主轴多次变速，实现了测试电主轴在多个速度下的呈现状态的目的。
另外，当电主轴的主轴运转转速较高时，会产生大量的热量，引起电主轴升温，电主轴的热态特性和动态特性变差，从而影响电主轴的正常工作。为了不使电主轴过热，在实际应用中，可以在对电主轴变速的过程中，利用安装在电主轴的温度传感器传送的数据，判断电主轴的温度是否高于或等于预设值，若是，则控制电主轴立即转动。
在实际应用中，若电主轴在某个转速下出现温度突然急剧上升，或者震动幅度较大等异常状态，则立即停止电主轴的运转，检查电主轴内部的轴承状态、连接件紧固状态、润滑油的状态以及转子的动平衡状态等。
基于以上实施例提供的一种电主轴的测试方法，本发明实施例还提供了一种电主轴的测试装置，下面结合附图来详细说明其工作原理。
参见图4，该图为本发明提供的一种电主轴的测试装置实施例的结构框图。
本实施例提供的电主轴的测试装置包括：转速获取单元101、预设条件判断单元102和目标转速确定单元103，其中，所述转速获取单元101与所述预设条件判断单元102连接，所述预设条件判断单元102与所述目标转速确定单元103连接，所述目标转速确定单元103与所述转速获取单元101连接。
所述转速获取单元101，用于当启动电主轴运转后，获取电主轴的主轴的当前转速。
在刚开始启动电主轴后，所述当前转速为所述初始转速；而在经过一轮对电主轴的主轴的变速后，本轮的当前转速为上一轮计算得到的目标转速。或者，以当前主轴的实际转速为所述主轴的当前转速。
所述预设条件判断单元102，用于判断所述电主轴是否满足预设条件，若是，则激活所述目标转速确定单元。
所述预设条件可以有多种，具体参见电主轴的测试方法实施例，本发明不做具体限定。
所述目标转速确定单元103，用于根据主轴的当前转速和预设调节参数确定目标转速，以使主轴以所述目标转速转动，实现对所述电主轴的测试。
本发明对如何根据主轴的当前转速和预设调节参数确定目标转速不做具体限定，本领域技术人员可以自行设计。
由于当前转速和目标转速不相等，因此实现了对所述电主轴的主轴在不同转速下呈现状态的测试。
在另外一种优选的方式中，所述装置还包括：最大转速判断单元，与所述目标转速确定单元连接，用于若所述目标转速比所述当前转速大，则判断所述目标转速是否大于或等于预设最大转速，若否，则激活所述预设条件判断单元。
在本实施例中，在计算得到的目标转速比当前转速大的情况下，可以判断所述目标转速是否大于或等于预设最大转速，若是，则停止测试；若否，则激活所述预设条件判断单元，以便进行下一轮对电主轴的变速。
另外，当电主轴运转转速较高时，会产生大量的热量，引起电主轴升温，为了不使电主轴过热，在实际应用中，所述装置还包括：温度判断单元，用于判断电主轴的温度是否高于或等于预设值，若是，则停止电主轴转动。
当介绍本发明的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“这个”和“所述”都意图表示有一个或多个元件。词语“包括”、“包含”和“具有”都是包括性的并意味着除了列出的元件之外，还可以有其它元件。
需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory,ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory,RAM)等。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电主轴的测试方法，其特征在于，所述方法包括：
当启动电主轴运转后，获取电主轴的主轴的当前转速；
判断电主轴是否满足预设条件，若是，则根据所述主轴的当前转速和预设调节参数确定目标转速，以使主轴以所述目标转速转动，实现对所述电主轴的测试，其中，所述目标转速与所述当前转速不相等。
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述预设条件包括：所述主轴连续运行预设时间段。
3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述根据当前转速和预设调节参数确定目标转速包括：
根据当前转速和预设调节参数之和或之差确定目标转速。
4.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，在根据当前转速和预设调节参数确定目标转速之后，所述方法还包括：
若所述目标转速比所述当前转速大，则判断所述目标转速是否大于或等于预设最大转速，若否，则执行判断电主轴是否满足预设条件的步骤。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的测试方法，其特征在于，所述方法还包括：判断电主轴的温度是否高于或等于预设值，若是，则停止电主轴转动。
6.一种电主轴的测试装置，其特征在于，所述装置包括：转速获取单元、预设条件判断单元和目标转速确定单元，其中，所述转速获取单元与所述预设条件判断单元连接，所述预设条件判断单元与所述目标转速确定单元连接，所述目标转速确定单元与所述转速获取单元；
所述转速获取单元，用于当启动电主轴运转后，获取电主轴的主轴的当前转速；
所述预设条件判断单元，用于判断所述电主轴是否满足预设条件，若是，则激活所述目标转速确定单元；
所述目标转速确定单元，用于根据所述主轴的当前转速和预设调节参数确定目标转速，以使主轴以所述目标转速转动，实现对所述电主轴的测试，其中，所述目标转速与所述当前转速不相等。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设条件包括：所述主轴连续运行预设时间段。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述目标转速确定单元，具体用于：
根据当前转速和预设调节参数之和或之差确定目标转速，以使所述主轴以所述目标转速转动，实现对所述电主轴的测试，其中，所述目标转速与所述当前转速不相等。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：最大转速判断单元，与所述目标转速确定单元连接，用于若所述目标转速比所述当前转速大，则判断所述目标转速是否大于或等于预设最大转速，若否，则激活所述预设条件判断单元。
10.根据权利要求6至9任意一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：温度判断单元，用于判断电主轴的温度是否高于或等于预设值，若是，则停止电主轴转动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160316 |