[發明專利]精密滾動直線導軌副精度保持性試驗裝置與方法

有效

• 申請號: 201210104645.0
• 申請日: 2012-04-10
• 公開（公告）號: CN102620934A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 陶衛軍;馮虎田;歐屹;王禹林;李春梅;韓軍;鐘洋;孫震
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

技術領域

本發明屬于檢測技術領域，特別是一種精密滾動直線導軌副精度保持性試驗裝置與方法。

背景技術

滾動直線導軌副主要由導軌、滑塊和滾動體組成，在機械傳動中起到運動部件的承載及導向作用。滾動直線導軌副由于具有定位精度高，摩擦力小，運動平穩，能提高機床和機械的工作效率，運動精度高等優點，已經成為精密數控設備的關鍵基礎部件之一。滾動直線導軌副精度保持性：是指滾動直線導軌副在工作過程中保持原有精度指標的能力。精度指標：即指滑塊在導軌上運動時，滑塊與軌道基準面之間的平行度誤差，包括垂直平面內和水平平面內的平行度誤差。它是評價滾動直線導軌副機械性能的一個重要指標，精度的高低直接影響導軌副的使用壽命和機床的加工精度。滾動直線導軌副的精度保持性主要取決于耐磨性、預緊力和尺寸穩定性。耐磨性與滾動直線導軌的材料匹配、受力、加工精度、潤滑方式和安裝方式等因素有關。精度保持性低的滾動直線導軌副，機床使用一定時間后，導軌、滑塊及滾動體之間會產生磨損和彈性變形，導致滾動體接觸角改變及滑塊位移，影響機床的加工精度。針對滾動直線導軌副精度保持性進行試驗與檢測，可以為新產品研發或產品改進提供實際數據依據。

目前，國內滾動直線導軌副相關生產廠家已開發了對滾動直線導軌副的精度進行檢測的裝置，但無法對加載條件下的滾動直線導軌副精度保持性進行試驗與檢測。對滾動直線導軌副精度保持性多采用理論計算，非常需要試驗與檢測數據的支撐。從掌握滾動直線導軌副產品精度保持性的具體指標、提高產品使用壽命的競爭力出發，國內相關生產廠家非常需要開發專用的滾動直線導軌副精度保持性試驗與檢測裝置，能在模擬其所受外加載荷和實際工況的情況下了解不同滾動直線導軌副的精度保持性。通過文獻檢索和資料信息收集，尚未找到對滾動直線導軌副精度保持性進行試驗與檢測的專用裝置。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種精密滾動直線導軌副精度保持性試驗裝置與方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種精密滾動直線導軌副精度保持性試驗裝置，包括床身、直線電機定子、滑塊、臺架、加載裝置、導向直線導軌、后防撞器、被測導軌、第一激光位移傳感器、第二激光位移傳感器、轉接板、被測滑塊、動子座、直線電機動子、墊板、前防撞器；

床身的中間設置凹槽，直線電機定子的數量為兩個，該兩個直線電機定子對稱安裝在床身中間的凹槽內，導向直線導軌的數量也為兩個，每個導向直線導軌對應一個直線電機定子并位于直線電機定子的外側，所述兩個導向直線導軌相互平行并與直線電機定子平行，直線電機動子位于直線電機定子之間并與動子座相固連，所述動子座安裝在一組滑塊上，該組滑塊的數量為四個并分別安裝在兩根導向直線導軌上，每根導軌上安裝兩個滑塊，臺架固定在動子座的上方，臺架上設置兩套加載裝置，該兩套加載裝置對稱安裝在臺架的兩側，導向直線導軌的前端和后端分別設置一對前防撞器和后防撞器,每根導軌對應一個前防撞器和一個后防撞器；

床身的兩側臺面上分別固連墊板,?每個墊板上設置一根被測導軌,每根被測導軌上安裝一個被測滑塊,?每個被測滑塊上固連一個轉接板，每個轉接板上設置兩個激光位移傳感器，該兩個激光位移傳感器為第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器，其中第一激光位移傳感器對準被測導軌基準測面，第二激光位移傳感器對準被測導軌基準底面。

一種基于上述精密滾動直線導軌副精度保持性試驗裝置的試驗方法，包括以下步驟：

步驟1、確定被測滾動直線導軌副的型號和精度保持性喪失時的平行度誤差邊界值，設定試驗中的直線電機和交流伺服電機的轉速，將被測滾動直線導軌副和對應的墊板安裝在實驗臺上，完成試驗前控制系統與檢測系統的準備工作；

步驟2、工業控制計算機驅動交流伺服電機轉動，從而帶動梯形絲杠轉動，梯形螺母受到導向鍵的限制，不能轉動只能向下移動，壓緊碟簧組將力作用在壓力傳感器上，最終通過加載桿對被測導軌副進行加載，當加載力符合要求時，交流伺服電機停止轉動，梯形絲杠自鎖；數控系統驅動直線電機運動，從而帶動被測導軌副在加載力作用下往復運動；在此過程中第一激光位移傳感器和第二激光位移傳感器對被測導軌副的平行度誤差進行動態檢測；當檢測的平行度誤差超出其精度保持性喪失的邊界值時，確認該被測導軌副已喪失精度保持性；數控系統控制直線電機停轉，該被測導軌副的精度保持性試驗完畢；

步驟3、確定該被測滾動直線導軌副的精度保持性指標，打印試驗結果。