旋转主轴频响函数测试装置及测试方法

1.本发明涉及主轴测试技术领域，具体地，涉及一种旋转主轴频响函数测试装置及测试方法。


背景技术：

2.数控机床主轴端部的频响函数是主轴动态性能的量化指标之一。无论是车削、铣削还是磨削加工，主轴前端的频响函数对于加工参数的选择具有重要指导意义，因此主轴前端频响函数的获取是一项有价值的工作。
3.在模态试验中，非旋转部件频响函数通常采用力锤激励、振动传感器测量振动响应的方式进行测量，该方法也可以运用到静态主轴端部频响函数的测试。然而，加工过程中旋转主轴的动力学特性相比于静态主轴发生了变化，导致静止状态下测量的主轴频响函数已无法准确预测加工过程中主轴的稳定性。因此，为了能准确预测主轴加工的稳定域图，需要获取旋转状态下主轴端部的频响函数。
4.现有公开号为cn106503318b的中国专利申请文献，其公开了一种机床主轴工作状态下的刀具端频响函数辨识方法，包括以下步骤：在主轴旋转状态下，对两把长度不同的刀具的光杆部分进行模态锤击，获得主轴头刀具的跨点频响函数；在主轴旋转状态下，对主轴头进行模态锤击，得到主轴头的频响函数；对刀具进行子结构划分，对子结构a进行有限元分析得到频响函数；利用上述函数进行反rcsa算法，得到的子结构b的频响函数；利用rcsa算法结合有限元及辨识的子结构b的频响函数，得到最终刀具端在主轴旋转状态下的频响函数。
5.现有技术中通常采用人手操作力锤对旋转主轴进行激励的试验方法存在安全隐患，且人工锤击旋转状态下的主轴难以保证重复测量过程中锤击位置和锤击力的一致性，存在待改进之处。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种旋转主轴频响函数测试装置及测试方法。
7.根据本发明提供的一种旋转主轴频响函数测试装置,包括：工作台：作为测试装置的安装基础；主轴安装系统：包括主轴测试棒和主轴安装座，所述主轴安装座用于安装测试主轴，所述主轴测试棒与测试主轴固定连接；传感器系统：包括第一位移传感器、第二位移传感器以及传感器移动装置，所述传感器移动装置调整第一位移传感器和第二位移传感器的空间位置；激励力锤系统：包括撞击所述主轴测试棒的激励力锤；检测控制系统：控制传感器系统空间位置的调整，控制测试主轴的旋转、控制激励力锤系统对主轴测试棒的撞击；且能够采集激励力锤的激振力信号、第一位移传感器的振动位移信号以及第二位移传感器的振动位移信号，并处理得到频响函数。
8.优选地，所述传感器位移装置包括位移传感器水平移动装置和位移传感器垂直移
动装置，所述位移传感器水平移动装置带动位移传感器垂直移动装置在水平方向上运动；所述第一位移传感器和第二位移传感器二者均安装在位移传感器垂直移动装置上，所述位移传感器垂直移动装置带动第一位移传感器和第二位移传感器二者在竖直方向上运动。
9.优选地，所述激励力锤系统在主测试棒上的激励点位于第一位移传感器的测量线上。
10.优选地，激励力锤系统还包括激励力锤储能装置、激励力锤平动装置以及激励力锤蓄能装置，所述激励力锤安装在激励力锤平动装置上；所述激励力锤蓄能装置向激励力锤储能装置施加力的作用使激励力锤储能装置储能；所述激励力锤储能装置释放储存的能量驱动激励力锤平动装置向靠近主轴测试棒的方向运动，直至激励力锤与主轴测试棒发生碰撞。
11.优选地，所述激励力锤蓄能装置包括电磁铁目标块和电磁铁，所述激励力锤储能装置包括储能弹簧，所述电磁铁目标块与储能弹簧相对固定连接；所述电磁铁通电后，所述电磁铁目标块向靠近电磁铁的方向运动并使储能弹簧储能；所述电磁铁断电后，所述储能弹簧释放能量带动激励力锤平动装置向靠近主轴测试棒的方向运动，直至激励力锤与主轴测试棒发生碰撞。
12.优选地，所述检测控制系统包括：工控机：控制主轴安装系统、传感器系统以及激励力锤系统启动或关闭；信号调理仪：采集激励力锤的激振力信号、第一位移传感器的振动位移信号以及第二位移传感器的振动位移信号，并处理后输送至数据采集器；数据采集器：将获取的信号转化为时域力数字信号和时域位移数字信号，并将转化后的信号传输至工控机的数据分析软件进行频谱分析得到频域力信号和频域位移信号，最后通过频域位移信号与频域力信号作除法即得到频响函数。
13.优选地，所述第一位移传感器和第二位移传感器二者沿主轴测试棒的长度方向呈间隔设置。
14.优选地，所述主轴测试棒的形状与加工用刀具的形状相同或相似。
15.根据本发明提供的一种旋转主轴频响函数测试方法，测试方法包括如下步骤：
16.s1、安装并调整测试装置；
17.s2、使测试主轴以设定的转速运转；
18.s3、使激励力锤系统的激励力锤撞击主轴测试棒；
19.s4、检测控制系统对采集到的激励力锤的激振力信号、第一位移传感器的振动位移信号以及第二位移传感器的振动位移信号进行处理得到频响函数。
20.优选地，激励力锤在储能弹簧的作用下进行往复衰减振动，直至回到初始位置并停止运动，重复步骤s4即可得到多次重复测量的频响函数结果，将多次重复测量的结果进行平均后得到稳定可靠的频响函数测量结果。
21.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
22.1、本发明通过检测控制系统控制激励力锤系统撞击主轴测试棒，检测控制系统采集激励力锤的激振力信号、第一位移传感器的振动位移信号以及第二位移传感器的振动位移信号，并处理得到频响函数，一方面能够满足对不同转速下的主轴测试棒进行激励所需要的能量，另一方面实现了自动控制，无需人手操作，不会存在安全隐患，而且重复测量过程也变得简单可靠。
23.2、本发明通过第一位移传感器测量的响应数据和激励信号可以计算驱动点频响函数，第二位移传感器测量的响应数据和激励信号可以计算跨点频响函数，实现不同型号主轴，在不同的转速下，其驱动点和跨点频响函数的自动、稳定及可靠测试。
24.3、本发明通过位移传感器水平移动装置和位移传感器垂直移动装置，可以改变第一位移传感器和第二位移传感器的位置，保证位移传感器处于最佳测量位置，同时还可以实现对不同型号主轴的测试。
附图说明
25.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
26.图1为本发明主要体现测试装置整体结构的轴侧示意图；
27.图2为本发明主要体现测试装置整体结构的轴侧剖视结构示意图；
28.图3为本发明主要体现测试装置整体结构的爆炸图；
29.图4为本发明主要体现传感器系统和激励力锤系统的爆炸图；
30.图5为本发明主要体现测试方法的流程图。
31.图中所示：
32.隔振平台1弹簧固定轴82底座2储能弹簧83水平导轨3弹簧随动轴84位移传感器水平移动装置4弹簧随动轴支撑座85水平滑板41激励力锤平动装置9第一滑块42第二滑块91水平移动驱动电机43力锤平动滑板92水平电机安装座44力锤支撑立柱93水平电机联轴器45力锤安装平板94水平丝杆前座46激励力锤部件10水平丝杆47力锤垫高块101水平丝杆螺母48力锤安装座102水平丝杆后座49激励力锤103位移传感器垂直移动装置5激励力锤蓄能装置11底部支座51电磁铁目标块111垂直导向杆52电磁铁112位移传感器安装滑座53电磁铁安装座113垂直丝杆54主轴测试棒12
33.中间支座55测试主轴13垂直丝杆联轴器56主轴安装座14顶部支座57蓄能控制器15垂直移动驱动电机58电机驱动器16
34.第一位移传感器6主轴冷却水箱17
35.第二位移传感器7信号调理仪18激励力锤储能装置8数据采集器19弹簧固定轴底座81工控机20
具体实施方式
36.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
37.如图1、图2、图3以及图4所示，根据本发明提供的一种旋转主轴频响函数测试装置及测试方法，包括工作台、主轴安装系统、传感器系统、激励力锤系统以及检测控制系统。工作台作为测试装置的安装基础。主轴安装系统包括主轴测试棒12和主轴安装座14，主轴安装座14用于安装测试主轴13，主轴测试棒12与测试主轴13固定连接。传感器系统包括第一位移传感器6、第二位移传感器7以及传感器移动装置，传感器移动装置调整第一位移传感
器6和第二位移传感器7的空间位置。激励力锤系统包括撞击主轴测试棒的激励力锤103。检测控制系统控制传感器系统空间位置的调整，控制测试主轴的旋转、控制激励力锤系统对主轴测试棒12的撞击，且能够采集激励力锤103的激振力信号、第一位移传感器6的振动位移信号以及第二位移传感器7的振动位移信号，并处理得到频响函数。
38.具体地，工作台包括隔振平台1、底座2以及水平导轨3，底座2固定在隔振平台1的上表面，水平导轨3共有两条并与底座2固定连接。
39.传感器位移装置包括位移传感器水平移动装置4和位移传感器垂直移动装置5，位移传感器水平移动装置4带动位移传感器垂直移动装置5在水平方向上运动。第一位移传感器6和第二位移传感器7二者均安装在位移传感器垂直移动装置5上，位移传感器垂直移动装置5带动第一位移传感器6和第二位移传感器7二者在竖直方向上运动。
40.位移传感器水平移动装置4安装在底座2与水平导轨3的上方，位移传感器垂直移动装置5安装在位移传感器水平移动装置4的上方，第一位移传感器6与第二位移传感器7二者分别固定在位移传感器垂直移动装置5的两侧。
41.激励力锤系统还包括激励力锤储能装置8、激励力锤平动装置9以及激励力锤蓄能装置11，激励力锤103安装在激励力锤平动装置9上。激励力锤蓄能装置11向激励力锤储能装置8施加力的作用使激励力锤储能装置8储能。激励力锤储能装置8释放储存的能量驱动激励力锤平动装置9向靠近主轴测试棒12的方向运动，直至激励力锤103与主轴测试棒12发生碰撞。
42.激励力锤储能装置8位于位移传感器水平移动装置4的右侧，并安装在底座2的上方。激励力锤平动装置9位于激励力锤储能装置8的上方，并安装在水平导轨3上。激励力锤103通过激励力锤部件10固定在激励力锤平动装置9的顶部。激励力锤蓄能装置11位于激励力锤平动装置9的右侧，并安装在底座2上。
43.主轴测试棒12固定在测试主轴13上，测试主轴13安装在主轴安装座14上，主轴安装座14固定在隔振平台1上表面。需要说明的是，主轴测试棒12位于第一位移传感器6、第二位移传感器7与激励力锤部件10之间，激励力锤部件10在主轴测试棒上的激励点位于第一位移传感器6的测量线上。
44.激励力锤储能装置8与蓄能控制器15点连接，电机驱动器16与测试主轴13电连接，主轴冷却水箱17通过冷却水路与测试主轴13连接，第一位移传感器6、第二位移传感器7以及激励力锤部件10与信号调理仪18电连接，数据采集器19与信号调理仪18电连接，数据采集器19、蓄能控制器15以及电机驱动器16与工控机20电连接。
45.更为具体地，如图3所示，位移传感器水平移动装置4包括水平滑板41、第一滑块42、水平移动驱动电机43、水平电机安装座44、水平电机联轴器45、水平丝杆前座46、水平丝杆47、水平丝杆螺母48以及水平丝杆后座49。
46.水平滑板41的底面与滑块42固定连接，第一滑块42与水平导轨3滑动连接，水平电机安装座44、水平丝杆前座46以及水平丝杆后座49均固定在底座2上。水平移动驱动电机43安装在水平电机安装座44上，并与电机驱动器16电连接。水平丝杆47的两端分别与水平丝杆前座46和水平丝杆后座49连接。水平电机联轴器45的两端分别连接水平移动驱动电机43与水平丝杆47。水平丝杆螺母48安装在水平丝杆47上，并与水平滑板41的底面固定连接。
47.如图4所示，位移传感器垂直移动装置5包括底部支座51、垂直导向杆52、位移传感
器安装滑座53、垂直丝杆54、中间支座55、垂直丝杆联轴器56、顶部支座57以及垂直移动驱动电机58。
48.底部支座51固定在水平滑板41的上表面，垂直导向杆52和垂直丝杆54安装于底部支座51上，位移传感器安装滑座53通过滑动副与垂直导向杆52连接。通过螺旋副与垂直丝杆54连接，第一位移传感器6和第二位移传感器7分别安装在位移传感器安装滑座53的两侧。中间支座55位于位移传感器安装滑座53的上方，并固定在垂直导向杆52上。顶部支座57固定在垂直导向杆52的顶部，垂直丝杆联轴器56的两端连接垂直丝杆54和垂直移动驱动电机58。垂直移动驱动电机58安装在顶部支座57上表面，并与电机驱动器16电连接。需要着重提出的是，第一位移传感器6和第二位移传感器7二者沿主轴测试棒12的长度方向呈间隔设置。
49.激励力锤蓄能装置11包括电磁铁目标块111和电磁铁112，激励力锤储能装置8包括储能弹簧83，电磁铁目标块111与储能弹簧83相对固定连接。电磁铁112通电后，电磁铁目标块111向靠近电磁铁112的方向运动并使储能弹簧83储能。电磁铁112断电后，储能弹簧83释放能量带动激励力锤平动装置9向靠近主轴测试棒12的方向运动，直至激励力锤103与主轴测试棒12发生碰撞。且激励力锤系统在主测试棒12上的激励点位于第一位移传感器6的测量线上。
50.具体地，如图2所示，激励力锤储能装置8包括弹簧固定轴底座81、弹簧固定轴82、储能弹簧83、弹簧随动轴84以及弹簧随动轴支撑座85。
51.弹簧固定轴底座81与底座2固定连接，弹簧固定轴82安装在弹簧固定轴底座81上。储能弹簧83的一端与弹簧固定轴82连接，另一端与弹簧随动轴84连接，弹簧随动轴84固定于弹簧随动轴支撑座85。
52.激励力锤平动装置9包括第二滑块91、力锤平动滑板92、力锤支撑立柱93以及力锤安装平板94。力锤平动滑板92通过第二滑块91安装在水平导轨3上，力锤支撑立柱93固定在力锤平动滑板91上表面，力锤安装平板94固定在力锤支撑立柱93顶部。激励力锤储能装置8通过弹簧随动轴支撑座85固定在激励力锤平动装置9底部的力锤平动滑板92的底面。
53.激励力锤部件10包括力锤垫高块101和力锤安装座102。力锤垫高块101位于力锤安装平板94上方。力锤安装座102位于力锤垫高块101上方，并与力锤安装平板94固定连接。激励力锤103安装在力锤安装座102上。
54.激励力锤蓄能装置11包括电磁铁目标块111、电磁铁112以及电磁铁安装座113。电磁铁目标块111安装在力锤支撑立柱93的一侧，电磁铁112距离电磁铁目标块111一定距离，且安装在电磁铁安装座113上，电磁铁安装座113固定在底座2的上表面。其中，电磁铁目标块111具有铁磁性，能够被电磁铁吸引，并且其靠近电磁铁112的一侧设计有缓冲层，以吸收电磁铁与电磁铁目标块接触过程中产生的冲击能量。
55.需要说明的是，主轴测试棒12的形状与加工用刀具的形状相同或相似，以保证刀具端频响函数预测的准确性。
56.检测控制系统包括：工控机20、信号调理仪18以及数据采集器19。工控机20控制主轴安装系统、传感器系统以及激励力锤系统启动或关闭。信号调理仪18采集激励力锤103的激振力信号、第一位移传感器6的振动位移信号以及第二位移传感器7的振动位移信号，并处理后输送至数据采集器19。数据采集器19将获取的信号转化为时域力数字信号和时域位
移数字信号，并将转化后的信号传输至工控机20的数据分析软件进行频谱分析得到频域力信号和频域位移信号，最后通过频域位移信号与频域力信号作除法即得到频响函数。
57.本技术上述实施例中的旋转主轴频响函数自动测试装置，可以实现不同型号主轴，在不同的转速下，其驱动点和跨点频响函数的自动、稳定及可靠测试。
58.根据本发明提供的一种旋转主轴频响函数测试方法，测试方法包括如下步骤：
59.s1、安装并调整测试装置；
60.s2、使测试主轴13以设定的转速运转；
61.s3、使激励力锤系统的激励力锤103撞击主轴测试棒12；
62.s4、检测控制系统对采集到的激励力锤103的激振力信号、第一位移传感器6的振动位移信号以及第二位移传感器7的振动位移信号进行处理得到频响函数。
63.进一步地，激励力锤103在储能弹簧83的作用下进行往复衰减振动，直至回到初始位置并停止运动，重复步骤s4即可得到多次重复测量的频响函数结果，将多次重复测量的结果进行平均后得到稳定可靠的频响函数测量结果。
64.如图5所示，更为具体地，使用时，首先，根据测试主轴13的几何尺寸，选择与测试主轴适配的主轴测试棒12与主轴安装座14。将主轴安装座安装14在隔振平台1上，根据主轴测试棒12中心距离隔振平台1的距离。一方面，通过工控机20和电机驱动器16控制位移传感器水平移动装置4和位移传感器垂直移动装置5，调整第一位移传感器6和第二位移传感器7距离主轴测试棒12水平及垂直距离，使得位移传感器位于最佳测量位置。另一方面，选择合适的力锤垫高块101的厚度，使得激励力锤103中心高度与主轴测试棒12中心高度相等。此外，激励力锤储能装置8中的储能弹簧83处于无变形状态，且激励力锤103距离主轴测试棒12一定距离，电磁铁目标块111与电磁铁112也间隔一定距离，至此，测试装置调整完毕。
65.然后，打开主轴冷却水箱17，通过工控机20和电机驱动器16设定需要测试的主轴转速，测试主轴13开始以设定的转速运转。
66.最后，进行旋转主轴频响函数测量，通过工控机20发送测试指令，电磁铁控制器15接受指令，电磁铁113先通电，激励力锤蓄能装置11工作，在电磁吸力作用下，激励力锤平动装置9向靠近电磁铁113的方向移动，激励力锤储能装置8开始储能，即储能弹簧83被拉长，直至电磁铁目标块111与电磁铁112接触，激励力锤部件10储能完毕。
67.随后，电磁铁113断电，激励力锤储能装置8存储的能量被释放，储能弹簧83先恢复形变量，回到初始位置后，由于惯性作用，储能弹簧83被压缩，该过程中，激励力锤平动装置9一直往靠近主轴测试棒12的方向运动，直至激励力锤103与主轴测试棒12发生碰撞，主轴测试棒12吸收一部分能量被激励。
68.一方面，激励力锤103的激振力信号和第一位移传感器6、第二位移传感器7测量的主轴测试棒的振动位移信号传输至信号调理仪18，经过信号放大、滤波处理后传输至数据采集器19，得到时域力和位移数字信号，进入工控机20的数据分析软件，进行频谱分析得到频域力和位移信号，最后通过频域位移信号与频域力信号作除法即得到频响函数，其中，由第一位移传感器6测量的振动位移信号和激振力信号可以得到驱动点频响函数，由第二位移传感器7测量的振动位移信号和激振力信号可以得到跨点频响函数。
69.另一方面，激励力锤平动装置9回退，在储能弹簧83的作用下进行往复衰减振动，直至回到初始位置并停止运动；重复上述测试过程，即可得到多次重复测量的频响函数结
果，将多次重复测量的结果进行平均后即可得到稳定可靠的频响函数测量结果。
70.本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
71.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
72.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：
1.一种旋转主轴频响函数测试装置，其特征在于，包括：工作台：作为测试装置的安装基础；主轴安装系统：包括主轴测试棒和主轴安装座，所述主轴安装座用于安装测试主轴，所述主轴测试棒与测试主轴固定连接；传感器系统：包括第一位移传感器、第二位移传感器以及传感器移动装置，所述传感器移动装置调整第一位移传感器和第二位移传感器的空间位置；激励力锤系统：包括撞击所述主轴测试棒的激励力锤；检测控制系统：控制传感器系统空间位置的调整，控制测试主轴的旋转、控制激励力锤系统对主轴测试棒的撞击；且能够采集激励力锤的激振力信号、第一位移传感器的振动位移信号以及第二位移传感器的振动位移信号，并处理得到频响函数。2.如权利要求1所述的旋转主轴频响函数测试装置，其特征在于，所述传感器位移装置包括位移传感器水平移动装置和位移传感器垂直移动装置，所述位移传感器水平移动装置带动位移传感器垂直移动装置在水平方向上运动；所述第一位移传感器和第二位移传感器二者均安装在位移传感器垂直移动装置上，所述位移传感器垂直移动装置带动第一位移传感器和第二位移传感器二者在竖直方向上运动。3.如权利要求1所述的旋转主轴频响函数测试装置，其特征在于，所述激励力锤系统在主测试棒上的激励点位于第一位移传感器的测量线上。4.如权利要求1所述的旋转主轴频响函数测试装置，其特征在于，激励力锤系统还包括激励力锤储能装置、激励力锤平动装置以及激励力锤蓄能装置，所述激励力锤安装在激励力锤平动装置上；所述激励力锤蓄能装置向激励力锤储能装置施加力的作用使激励力锤储能装置储能；所述激励力锤储能装置释放储存的能量驱动激励力锤平动装置向靠近主轴测试棒的方向运动，直至激励力锤与主轴测试棒发生碰撞。5.如权利要求4所述的旋转主轴频响函数测试装置，其特征在于，所述激励力锤蓄能装置包括电磁铁目标块和电磁铁，所述激励力锤储能装置包括储能弹簧，所述电磁铁目标块与储能弹簧相对固定连接；所述电磁铁通电后，所述电磁铁目标块向靠近电磁铁的方向运动并使储能弹簧储能；所述电磁铁断电后，所述储能弹簧释放能量带动激励力锤平动装置向靠近主轴测试棒的方向运动，直至激励力锤与主轴测试棒发生碰撞。6.如权利要求1所述的旋转主轴频响函数测试装置，其特征在于，所述检测控制系统包括：工控机：控制主轴安装系统、传感器系统以及激励力锤系统启动或关闭；信号调理仪：采集激励力锤的激振力信号、第一位移传感器的振动位移信号以及第二位移传感器的振动位移信号，并处理后输送至数据采集器；数据采集器：将获取的信号转化为时域力数字信号和时域位移数字信号，并将转化后的信号传输至工控机的数据分析软件进行频谱分析得到频域力信号和频域位移信号，最后通过频域位移信号与频域力信号作除法即得到频响函数。
7.如权利要求1所述的旋转主轴频响函数测试装置，其特征在于，所述第一位移传感器和第二位移传感器二者沿主轴测试棒的长度方向呈间隔设置。8.如权利要求1所述的旋转主轴频响函数测试装置，其特征在于，所述主轴测试棒的形状与加工用刀具的形状相同或相似。9.一种旋转主轴频响函数测试方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的旋转主轴频响函数测试装置，测试方法包括如下步骤：s1、安装并调整测试装置；s2、使测试主轴以设定的转速运转；s3、使激励力锤系统的激励力锤撞击主轴测试棒；s4、检测控制系统对采集到的激励力锤的激振力信号、第一位移传感器的振动位移信号以及第二位移传感器的振动位移信号进行处理得到频响函数。10.如权利要求9所述的旋转主轴频响函数测试方法，其特征在于，激励力锤在储能弹簧的作用下进行往复衰减振动，直至回到初始位置并停止运动，重复步骤s4即可得到多次重复测量的频响函数结果，将多次重复测量的结果进行平均后得到稳定可靠的频响函数测量结果。

技术总结
本发明提供了一种旋转主轴频响函数测试装置及测试方法，包括：工作台作为测试装置的安装基础；主轴安装系统：主轴安装座用于安装测试主轴，主轴测试棒与测试主轴固定连接；传感器系统：传感器移动装置调整第一位移传感器和第二位移传感器的空间位置；激励力锤系统：包括撞击主轴测试棒的激励力锤；检测控制系统：控制传感器系统空间位置的调整，控制测试主轴的旋转、控制激励力锤系统对主轴测试棒的撞击；且能够采集激励力锤的激振力信号、第一位移传感器的振动位移信号以及第二位移传感器的振动位移信号，并处理得到频响函数。重复测量过程简单可靠，实现不同型号主轴，在不同的转速下，驱动点和跨点频响函数的自动、稳定及可靠测试。及可靠测试。及可靠测试。


技术研发人员：姚振强 汤振荣 庄博文 陈俊生 徐正松
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/6