[發明專利]一種滾珠絲桿磨削的動態在線測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201310080711.X
• 申請日: 2013-03-14
• 公開（公告）號: CN103182680A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 沈南燕;李靜;吳曉健;何永義;邵靖峰;張偉;喻志響
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B24B49/04
• 分類號: B24B49/04
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種滾珠絲桿磨削的動態在線測量裝置，包括：磨床、測量平臺（11）、測量平臺縱向直線導軌（12）、高精度直線光柵位移傳感器（6）、圓光柵角位移傳感器（2）、測量工作架（5）、測量工作架橫向直線導軌（8）、測量工作架橫向移動驅動手輪（10）、測量工作架橫向移動絲桿副（9）、測量工作架橫向運動鎖緊螺母（7）以及測頭（4），其特征在于：

所述圓光柵角位移傳感器（2）安裝在磨床頭架主軸上；所述測量平臺縱向直線導軌（12）與高精度直線光柵位移傳感器（6）相互平行固定安裝在磨床床身上；所述測量平臺（11）安裝在測量平臺縱向直線導軌（12）滑配的滑塊上，并同時與高精度直線光柵位移傳感器（6）的讀數頭緊固連接；測量工作架橫向直線導軌（8）安裝在測量平臺（11）上，測量工作架（5）則安裝在測量工作架橫向直線導軌（8）滑配的滑塊上，并與測量工作架橫向移動絲桿副（9）的螺母緊固連接；所述測頭（4）則安裝在測量工作架（5）前端；

在機床進行絲桿磨削加工時，測量工作架（5）沿測量工作架橫向直線導軌（8）縮回，對正常的磨削加工過程不產生影響；當進行絲桿螺距誤差測量時，測量平臺（11）沿測量平臺縱向直線導軌（12）移出，到達測量起始位置時，利用測量工作架橫向移動驅手輪（10）將測量工作架（5）沿測量工作架橫向直線導軌（8）搖出，直到測頭（4）與絲桿滾道充分接觸，再用橫向運動鎖緊螺母固定測量工作架（5）在測量工作架橫向直線導軌（8）上的位置，使測頭（4）在測量過程中始終與絲桿滾道保持接觸；

在進行絲桿螺距誤差測量時，利用滾珠絲桿螺紋磨床頭架主軸轉動帶動圓光柵角位移傳感器（2）和絲桿同步轉動，由絲桿驅動測頭（4）帶動整個測量平臺（11）沿測量平臺縱向直線導軌（2）移動；即當絲桿轉動時，圓光柵角位移傳感器（2）同步轉動，使圓光柵尺相對于圓光柵讀數頭作回轉運動；同時絲桿驅動球形測頭（4）并帶動整個測量平臺（11）沿測量平臺縱向直線導軌（12）運動，使直線光柵讀數頭相對直線光柵尺作直線運動，從而分別產生磨床頭架主軸，即絲桿的角位移和測量平臺（11）的直線位移數據。

2.一種滾珠絲桿磨削的動態在線測量方法，采用根據權利要求1所述的滾珠絲桿磨削的動態在線測量裝置進行測量，其特征在于：操作步驟如下：

1)??????將測量平臺(11)沿測量平臺縱向直線導軌（12）手動推出，達到絲桿測量起始位置；

2)??????利用測量工作架橫向移動驅動手輪（10）將測量工作架（5）沿測量工作架橫向直線導軌（8）搖出，直至測頭（4）與絲桿滾道充分接觸，擰緊橫向鎖緊螺母固定測量工作臺（11）在測量工作臺橫向直線導軌（12）上的位置，使測頭（4）在測量過程中始終與絲桿滾道保持接觸；

3)??????計算機記錄測量起始位置數據：測量平臺縱向直線光柵位移數據???????????????????????????????????????????????，?以及磨床頭架主軸圓光柵的轉角數據；

4)??????驅動磨床頭架主軸，帶動加工完畢的絲桿旋轉，由絲桿驅動測頭（4）帶動整個測量平臺（11）沿測量平臺縱向直線導軌（12）移動，直到測頭（4）到達絲桿測量終止位置；

5)??????計算機記錄測量終止位置數據：測量平臺縱向直線光柵位移數據，以及磨床頭架主軸圓光柵轉角數據；

6)??????計算機根據公式求得該段區間內絲桿的螺距誤差Δ，并輸出結果：螺距誤差Δ=實際軸向位移-理論軸向位移=（-?）-?其中，T為絲桿導程；

7)??????放松橫向鎖緊螺母，利用橫向移動驅動手輪（10）將測量工作架（5）沿測量工作架橫向直線導軌（8）搖回，直到測頭（4）到達不干擾磨削的非測量位置，再擰緊橫向鎖緊螺母固定測量工作臺（10）在測量平臺橫向直線導軌（12）上的位置；

8）將測量平臺（11）沿測量平臺縱向直線導軌（12）手動推回至磨床尾架端。