專利名稱：一種電主軸轉子質量檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于高速數(shù)控機床檢測技術領域，具體涉及一種電主軸轉子質量檢測裝置。
背景技術：
隨著高速數(shù)控機床(CNC)在工業(yè)中的不斷應用，高速主軸的性能直接決定了高速數(shù)控機床的工作性能。數(shù)控機床高速電主軸單元影響加工系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性及應用范圍，其動力性能及穩(wěn)定性對高速加工起著關鍵作用。轉子作為電主軸單元的主要旋轉部件，其質量好壞直接影響電主軸的性能。在電主軸的加工生產(chǎn)過程中，定子的制造工藝比較成熟，質量比較穩(wěn)定。而轉子的制造由于材料、鑄造工藝、溫度、壓力等因素，相互之間制約并不同程度地影響轉子的質量，成為影響電主軸產(chǎn)品質量的主要因素。因此，控制轉子質量和成品率將會極大地提高電主軸的合格率，尤其在轉子成型后，若能立即檢測其性能好壞，將會極大地減少由于不合格轉子裝配成電主軸而帶來的后期拆卸返工的經(jīng)濟損失。目前，電主軸轉子質量檢測裝置一般只能檢測近表面故障，且對故障的種類較難做到定性分析。如常用的電機電流檢測裝置是在轉子裝配成型以后而進行的檢測，通過對定子電流諧波分量進行提取分析從而診斷轉子故障，只對轉子斷條較為靈敏。又如電主軸生產(chǎn)產(chǎn)家多采用磁粉檢測裝置，采用在轉子兩端加大電流以形成較強磁場的方法，通過觀察磁粉的吸附分布來診斷轉子故障，該方法效率較低，多為人工配合得以完成，而且只能檢測近表面的故障。還有諸如聲發(fā)射、超聲、射線檢測等，均無法實現(xiàn)快速及全面的檢測轉子故障。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種電主軸轉子質量檢測裝置，具有快速、高效、易于操作的特點，同時具有檢測結果穩(wěn)定可靠、操作簡單的優(yōu)點。為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是一種電主軸轉子質量檢測裝置，包括伺服電機1，伺服電機I的輸出軸通過傳動機構2和待測轉子3的軸連接，待測轉子3固定在卡盤上，靠近待測轉子3表面設有永磁探頭6，永磁探頭6的中心與待測轉子3的回轉中心在同一平面上。所述的永磁探頭6由永磁鐵5和纏繞在永磁鐵5上的漆包線圈4組成，漆包線圈4兩端接數(shù)據(jù)采集設備獲取信號。所述的永磁探頭6與待測轉子3表面距離為lmm-2mm。所述的待測轉子3轉速300_1000rpm。所述的漆包線圈4為50-100圈，漆包線直徑取0. 2-0. 7mm。 所述的永磁鐵5采用銣鐵硼永磁鐵。本發(fā)明裝置的總體設計與結構，基于永磁擾動無損檢測，所以具有如下優(yōu)點1.獲取的感應電壓信號信噪比高；
2.檢查速度快，平均f 2秒一個轉子；3.測試精度高，可以準確判斷出轉子故障類型；4.測試深度廣，可以全面檢測轉子質量狀態(tài)。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖。圖2是正常待測轉子3檢測信號原始波形和經(jīng)過EMD分解后的第一個本征模式函數(shù) IMF0圖3是端環(huán)氣孔待測轉子3檢測信號原始波形和經(jīng)過EMD分解后的第一個本征模式函數(shù)MF。圖4是斷條待測轉子3檢測信號原始波形和經(jīng)過EMD分解后的第一個本征模式函數(shù) IMF0圖5是偏心待測轉子3檢測信號原始波形和經(jīng)過EMD分解后的第一個本征模式函數(shù) IMF0
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。參照圖1，一種電主軸轉子質量檢測裝置，包括伺服電機1，伺服電機I的輸出軸通過傳動機構2和待測轉子3的軸連接，伺服電機I通過傳動機構2帶動待測轉子3旋轉，待測轉子3固定在卡盤上，靠近待測轉子3表面設有永磁探頭6，永磁探頭6的中心與待測轉子3的回轉中心在同一平面上。所述的永磁探頭6由永磁鐵5和纏繞在永磁鐵5上的漆包線圈4組成，漆包線圈4兩端接數(shù)據(jù)采集設備獲取信號。所述的永磁探頭6與待測轉子3表面距離為lmm-2mm。所述的待測轉子3轉速300_1000rpm。所述的漆包線圈4為50-100圈，漆包線直徑取O. 2-0. 7mm。所述的永磁鐵5采用方形銣鐵硼永磁鐵。本發(fā)明的工作原理為現(xiàn)在轉子一般為鑄鋁或鑄銅轉子，為導電不導磁材料，銅條或鋁條周圍包裹著導磁不導電的硅鋼片，如圖1所示，待測轉子3為轉子剖面圖，其中黑色部分為導條，即銅條或是鋁條，其余部分為硅鋼片。測試過程中，永磁探頭6貼近待測轉子3表面，在局部即每根導條周圍形成較強磁場，待測轉子3在伺服電機I的帶動下旋轉切割磁感線，在每根導條中產(chǎn)生感應電動勢，并引起待測轉子3導條中有感應電流流過。待測轉子3導條中的感應電流會在轉子中產(chǎn)生磁場，并且反過來引起永磁探頭6中漆包線圈4的磁通量的變化，從而使漆包線圈4產(chǎn)生出一個感應電壓。理想的待測轉子3在沒有故障的情況下每一根導條將感應出幅值相似頻率相同的正弦波。當導條有氣孔或斷裂、端環(huán)有氣孔或斷裂、轉軸偏心時，感應電動勢波形的頻率和幅值將發(fā)生變化。參照圖2，該圖為正常待測轉子3通過該裝置獲得的時域信號，上圖為原始時域信號，下圖為經(jīng)過EMD分解后的第一個本征模式函數(shù)MF，圖中X軸為時間，Y軸為幅值。由圖2可以看出，正常轉子的檢測信號為均勻的正弦波。參照圖3，該圖為端環(huán)氣孔待測轉子3通過該裝置獲得的時域信號，上圖為原始時域信號，下圖為經(jīng)過EMD分解后的第一個本征模式函數(shù)MF，圖中X軸為時間，Y軸為幅值。對比圖2可以看出，端環(huán)氣孔待測轉子3的檢測信號第一個本征模式函數(shù)MF為幅值不均勻且呈現(xiàn)出一定規(guī)律的正弦波。參照圖4，該圖為斷條待測轉子3通過該裝置獲得的時域信號，上圖為原始時域信號，下圖為經(jīng)過EMD分解后的第一個本征模式函數(shù)MF，圖中X軸為時間，Y軸為幅值。對比圖2可以看出，斷條待測轉子3的檢測原始信號為頻率低的正弦波。參照圖5，該圖為偏心待測轉子3通過該裝置獲得的時域信號，上圖為原始時域信號，下圖為經(jīng)過EMD分解后的第一個本征模式函數(shù)MF，圖中X軸為時間，Y軸為幅值。對比圖2可以看出，偏心待測轉子3的檢測信號第一個本征模式函數(shù)MF為幅值呈現(xiàn)一定規(guī)律變化的正弦波。綜上所述，本發(fā)明通過分析感應電動勢波形的頻率和幅值從而檢測轉子的性能。檢測結果表明，該裝置結構簡單，受環(huán)境影響小，易于實施，能夠快速檢測出轉子的各類故障，同時可以獲得較高的測試精度，且檢測結果穩(wěn)定可靠。
權利要求
1.一種電主軸轉子質量檢測裝置，包括伺服電機(1)，其特征在于伺服電機(I)的輸出軸通過傳動機構(2)和待測轉子(3)的軸連接，待測轉子(3)固定在卡盤上，靠近待測轉子(3)表面設有永磁探頭(6)，永磁探頭(6)的中心與待測轉子(3)的回轉中心在同一平面上。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種電主軸轉子質量檢測裝置，其特征在于所述的永磁探頭(6 )由永磁鐵(5 )和纏繞在永磁鐵(5 )上的漆包線圈(4 )組成，漆包線圈(4 )兩端接數(shù)據(jù)采集設備獲取信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種電主軸轉子質量檢測裝置，其特征在于所述的永磁探頭(6)與待測轉子3表面距離為lmm-2mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種電主軸轉子質量檢測裝置，其特征在于所述的待測轉子(3)轉速 300-1000rpm。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種電主軸轉子質量檢測裝置，其特征在于所述的漆包線圈(4)為50-100圈，漆包線直徑取O. 2-0. 7mm。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種電主軸轉子質量檢測裝置，其特征在于所述的永磁鐵(5)采用銣鐵硼永磁鐵。
全文摘要
一種電主軸轉子質量檢測裝置，包括伺服電機，伺服電機的輸出軸通過傳動機構和待測轉子的軸連接，待測轉子固定在卡盤上，靠近待測轉子表面設有永磁探頭，永磁探頭的中心與待測轉子的回轉中心在同一平面上，永磁探頭由永磁鐵和纏繞在永磁鐵上的漆包線圈組成，漆包線圈兩端接數(shù)據(jù)采集設備獲取信號，本發(fā)明基于永磁擾動無損檢測，具有快速、高效、易于操作的特點，同時具有檢測結果穩(wěn)定可靠、操作簡單的優(yōu)點。
文檔編號G01M13/00GK103063419SQ20121042500
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權日2012年10月30日
發(fā)明者徐光華, 陳曉光, 梁霖, 劉飛 申請人:西安交通大學