[發明專利]一種高速滾珠絲杠的熱變形檢測方法

無效

• 申請號: 201010624335.2
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102175138A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 鄭興民;張雪;王福吉;劉健佐;盧曉紅
• 申請（專利權）人: 大連高金數控集團有限公司;大連理工大學
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;G01J5/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞

技術領域

本發明屬于滾珠絲杠檢測相關技術領域，特別涉及采用紅外溫度傳感器及電渦流傳感器為敏感元件，以labview為手段進行熱變形的檢測的方法。

背景技術

近年來，隨著裝備制造業整體技術水平不斷提高，對數控機床、精密儀器和各種精密機械設備中的關鍵零部件——滾珠絲杠的性能要求也越來越高。其高速化和精密化為國內外所共同關注，高速化和精密化的同時其定位精度等性能指標也會受到不同程度地影響。由于國外高精技術產品進口受限以及對相關關鍵技術的封鎖，目前國內高速滾珠絲杠的發展水平和國外相比還有不小的差距。除了原材料和加工設備的精度等因素外，沒有完善的試驗檢測手段是制約其發展的一個重要原因。滾珠絲杠屬于細長軸類零件，其長徑比較大，剛性比較差，使用過程中很容易產生熱變形。由于滾珠絲杠熱變形的不均勻性和非線性特征，其熱變形誤差的大小隨著使用過程而變化，絲杠熱伸長對數控機床定們精度和重復定位精度的影響不可避免。

山東濟寧博特精密絲杠有限公司，申請號200620161148.4的發明專利“高速精密滾珠絲杠副綜合性能測試儀”中，對于熱位移的測量，采用高精度電感測微儀，其分辨率為0.1μm；電感測微儀選用以80c552單片機為核心，內部定時器T0工作在自動分頻方式，產生50KHz方波信號，經運算放大器濾波后提供一個正信號加至電感測頭內線圈上，電位器用于調零。當測頭的鐵芯處于線圈中間位置時，電位器也處于中間位置，此時由線圈組成的電感橋處于平衡狀態，無信號輸出；若鐵芯上下微小移動則電橋失去平衡，輸出信號經集成放大器放大后，再由相敏整流為直流量，最后接至80c552的P5口進行A/D轉換，轉換結果經數據處理后送數碼管顯示，并存儲上位機讀取。該方法在使用時候需要多次調零，使用極其不便，且所測得的數據沒有比照標準。

發明內容

本發明要解決的技術難題是針對目前缺少絲杠熱變形測量手段的現狀，克服現有技術的不足，發明一種高速精密滾珠絲杠熱變形檢測方法，該方法以電渦流傳感器和紅外溫度傳感器為傳感元件。在某些導致其產生熱變形的敏感位置上，設置溫度傳感器，將采集溫度信號通過采集卡傳給計算機，通過labview軟件濾波分析處理，進行溫度的實時顯示，并且計算得同熱變形的理論曲線，在機械結構上采用“固定-浮動”的方式裝夾被測絲杠，浮動端與絲杠不存在相對位移，在尾座安裝電渦流傳感器，滾珠絲杠的熱變形量可以通過電渦流傳感器對浮動支撐端的測量獲得。數據采集卡接收電渦流傳感器轉化后的電壓信號，并發送到工控機。工控機將電渦流傳感器測得的數據繪制成曲線圖以完成了滾珠絲杠在負載狀態下的熱變形的在線實時測量，并用實際檢測值與應用labview軟件計算出熱變形的理論值進行對比，判斷絲滾珠絲杠變形合格與否。

1.本發明采用的技術方案是：一種高速滾珠絲杠的熱變形檢測方法，一種高速滾珠絲杠的熱變形檢測方法，其特征是，采用電渦流傳感器和紅外溫度傳感器作為檢測元件，用電渦流傳感器10對滾珠絲杠的浮動端進行測量，得到滾珠絲杠熱變形量的測量值；用3個紅外溫度傳感器分別對滾珠絲杠的左、中、右部位進行在線測量，得到滾珠絲杠的溫度值，通過對所得溫度值計算得到滾珠絲杠熱變形的理論值，對比分析測量值和理論值，檢測滾珠絲杠熱變形是否合格；具體步驟如下：

1)被檢測滾珠絲杠的安裝，左端采用固定安裝，直接安裝到固定支撐6里，右端采用浮動安裝方式；尾座4安裝在導軌5上，安裝在尾座4上軸承座20的左端安裝有軸套19，通過上螺釘16、下螺釘14將壓蓋17與軸套19固連，滾珠絲杠1通過漲緊套18安裝到軸套19里。后端蓋21用螺釘擰緊在軸承座20的右端。滾珠絲杠1的螺母安裝在模擬工作臺2下方的螺母座3中。

2)確定傳感器的布置位置；在滾珠絲杠的左端布置左紅外溫度傳感器7，中部布置中紅外溫度傳感器8，右端布置右紅外溫度傳感器9，用來測量滾珠絲杠溫度的變化；電渦流傳感器10安裝在電渦流傳感器支架15上，電渦流傳感器支架15通過磁座13，安裝在床身上；通過電渦流傳感器10測量脹緊套18鎖緊端蓋的端面變動量間接得到滾珠絲杠1的熱變形量。