[發明專利]機床滾動功能部件精度保持性測量裝置

有效

• 申請號: 201410082949.0
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN103983437B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 鑫龍;舒啟林;王軍;張玉璞
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司21209
• 代理人: 李樞

技術領域

本發明涉及機床滾動功能部件（重點是絲杠和導軌）精度保持性測量方法及其應用技術領域，特別提供了一種機床滾動功能部件精度保持性測量裝置。

背景技術

現有技術中，機床滾動功能部件（重點是絲杠和導軌）精度保持性測量通常是在實際機床上在加工實踐中進行測量的，這存在很多亟待解決的技術問題。比較突出的簡介如下：1）機床的實際加工過程必然要求有物料、刀具、切削液以及大量電能的損失；2）機床實際加工過程中必然會有噪聲、廢水等污染；3）機床實際加工過程中的絲杠和導軌受力通常都是有干擾和變化的，不易形成較為恒定干擾很少甚至無干擾的理想實驗環境；4）測量效率和實際效果比較有限。因此，人們期望獲得一種技術效果優良的機床滾動功能部件精度保持性測量裝置。

發明內容

本發明目的是提供一種技術效果優良的機床絲杠和導軌精度保持性測量裝置。本發明能夠專用于模擬機床絲杠和導軌受力狀況且避免實際機床工作狀態下的各種不利于測量的干擾因素影響，是一種實現高效、低成本、數據真實可信的精度保持性測量方案。

采用的技術方案

機床滾動功能部件精度保持性測量裝置，將被測絲杠和導軌安裝在其中；其特征在于：其上設置有模擬裝置用于模擬機床實際工作狀態下的受力情況并實現機床按照預設要求（長時間）恒定受力或者按照程序要求受力；并測試在此受力情況下機床絲杠和導軌的精度保持性指標；——此為基于“精度保持性”測量方法而提出的本技術方案的技術思想總綱。

所述機床滾動功能部件精度保持性測量裝置所模擬的機床實際工作狀態下的受力情況具體為下述幾種之一或其組合：沿某一坐標軸方向的受力（主軸方向即Z向或稱“垂直于兩導軌所在平面的方向”）、繞某一坐標軸方向的扭矩、某一載荷作用下的工作臺4的傾覆力矩、機床刀具切削時產生的振動；

所述模擬裝置通過單一施力機構或者一個以上的施力機構的組合模擬機床的實際受力狀況并保證機床受力的綜合效果。

以上內容對應有參見圖1-5的施力情況相關原理圖；

機床滾動功能部件精度保持性測量方法的技術效果關鍵在于可以是機床受力達到理想狀態，實現受力過程中無干擾、受力狀態恒定；指標可測性好等效果。另外：相對于直接在實際機床上進行絲杠、導軌精度保持性測量而言，本發明所述技術方案可以大大減少刀具、工件材料、切削液等的損耗（基本不再有此方面的損耗），還可以方便地安裝和使用各種檢測裝置對相關被測量進行測量。其具有測量精度高、測量效率高、能借助于硬件結構和控制裝置共同模擬各種機床加工的工況，并實現對應不同工況或者多種工況組合的指標測量。

所述機床滾動功能部件精度保持性測量方法還滿足下述要求：所述被測滾動功能部件均為水平或者豎直或者傾斜（符合一般機床的常見布局要求）布置，通過施加力模擬機床受力的控制單元施力方案是下述幾種方案之一或其組合：方案一：第一坐標軸方向即垂直于被測絲杠所驅動的工作臺所在平面方向（例如Z向即“第一坐標軸”或“主軸”）受力：使用2-4個施力部件聯合作用模擬機床的垂直于被測絲杠所驅動的工作臺的方向（例如Z向）受力或/和沿該方向（例如Z向）施加繞與該方向兩兩垂直的另兩個坐標方向（例如X軸或者Y軸方向）作用的傾覆力矩；

方案二：第二坐標軸方向（即垂直于第一坐標軸的平面上且垂直于被測絲杠軸線方向亦即Y向）受力：在安裝有絲杠、導軌的工作臺上的第二坐標軸方向施加成組的2組作用力以共同模擬機床工作臺的第二坐標軸方向受力或者繞第一坐標軸作用的扭矩；其中每一組作用力由兩組施力部件構成且二者的施力方向為相對方向；

方案三：第三坐標軸方向即被測絲杠軸線方向（即X向）受力：使用伺服電機恒扭矩驅動或者變扭矩驅動模擬絲杠受力。

所述機床滾動功能部件精度保持性測量中所使用的驅動部件具體是以下幾種之一或其組合：伺服電機、氣動裝置、液壓施力裝置、恒轉矩電機、借助于電磁力工作的裝置、借助于摩擦力模擬刀具切削受力工作的裝置；

模擬機床實際工作狀態下的受力情況的模擬裝置中，施力部件7具體的施力方式是：使用原動機通過聯軸器連接絲杠，并進而帶動由絲杠驅動的固定在螺母上的單軸滑臺沿絲杠軸向滑動，通過控制伺服電機的轉角對應換算得到精確的對外施力大小以便精確控制施力大小。

模擬機床實際工作狀態下的受力情況的模擬裝置為立式銑床加工受力模擬裝置，其使用下述7套或者9套施力機構的組合，具體要求是：