[發(fā)明專利]一種滾珠絲杠彎曲撓度檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611053324.7
• 申請(qǐng)日: 2016-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN106644320B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何改云;張賀帥;孫光明;黃燦;張大衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M5/00
• 分類號(hào): G01M5/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉子文

本發(fā)明公開了一種滾珠絲杠彎曲撓度檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法，檢測(cè)裝置包括通過螺栓和絲杠螺母相連的第一卡盤和第二卡盤，第一卡盤和第二卡盤中部相對(duì)應(yīng)的設(shè)有用于穿設(shè)滾珠絲杠的連接孔，第一卡盤上設(shè)有矩形卡槽，第二卡盤上設(shè)有與矩形卡槽相契合的矩形卡齒，連接孔的周圍等間距的環(huán)繞設(shè)置有四個(gè)測(cè)試孔，測(cè)試孔內(nèi)固定有用于檢測(cè)滾珠絲杠彎曲撓度的應(yīng)力測(cè)試柱。利用裝卡在卡盤上的四個(gè)應(yīng)力測(cè)試柱的變形間接計(jì)算出滾珠絲杠的變形，應(yīng)力測(cè)試柱的變形通過柱體上粘貼的全橋應(yīng)變片來(lái)測(cè)量出來(lái)，檢測(cè)裝置的軟件系統(tǒng)通過對(duì)應(yīng)變片的變形數(shù)據(jù)處理，可實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)出滾珠絲杠的彎曲撓度值。該發(fā)明不僅能夠?qū)崟r(shí)反應(yīng)滾珠絲杠的彎曲撓度，還能節(jié)約大量的成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及滾珠絲杠測(cè)試裝置及方法，具體的說，是涉及一種滾珠絲杠彎曲撓度檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)在進(jìn)入21世紀(jì)，現(xiàn)代機(jī)床日益向著自動(dòng)化、高速化、精密化、柔性化、智能化的發(fā)展(張伯霖.加工中心的高速化及其應(yīng)用[J].世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng),2002,01:35-39+8.)。精密化作為機(jī)床的重要發(fā)展方向之一，不僅影響機(jī)床本身的性能也影響著加工件的質(zhì)量。滾珠絲杠作為數(shù)控機(jī)床的主要傳動(dòng)件之一，其傳動(dòng)精度直接影響著機(jī)床的精度。如圖1所示，絲杠在制造、安裝和工作過程中存在誤差，致使?jié)L珠絲杠產(chǎn)生彎曲撓度，實(shí)際軸線與理想軸線不重合，橫截面形心沿與軸線垂直方向產(chǎn)生線位移。由于滾珠絲杠工作方式的的特殊性，難以直接用精密的測(cè)量?jī)x器檢測(cè)其工作過程中的撓度，且目前測(cè)量滾珠絲杠彎曲撓度的裝置較少。所以，開發(fā)一種間接檢測(cè)絲杠撓度變化的裝置是非常有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種滾珠絲杠彎曲撓度檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種滾珠絲杠彎曲撓度檢測(cè)裝置，包括通過螺栓和絲杠螺母相連的第一卡盤和第二卡盤，第一卡盤和第二卡盤中部相對(duì)應(yīng)的設(shè)有用于穿設(shè)滾珠絲杠的連接孔，所述第一卡盤上設(shè)有矩形卡槽，所述第二卡盤上設(shè)有與所述矩形卡槽相契合的矩形卡齒，所述連接孔的周圍等間距的環(huán)繞設(shè)置有四個(gè)測(cè)試孔，所述測(cè)試孔內(nèi)固定有用于檢測(cè)滾珠絲杠彎曲撓度的應(yīng)力測(cè)試柱。

所述應(yīng)力測(cè)試柱上設(shè)有四個(gè)用于黏貼應(yīng)變片的矩形平面，矩形平面邊緣設(shè)置有用于固定應(yīng)變片連接線的凸出槽。

所述矩形平面的尺寸為18mm×10mm。

所述第一卡盤和第二卡盤的直徑為100mm。

檢測(cè)裝置的厚度為42mm。

所述一種滾珠絲杠彎曲撓度檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法，包括以下步驟：

(1)四個(gè)應(yīng)力測(cè)試柱分別為第一應(yīng)力測(cè)試柱、第二應(yīng)力測(cè)試柱、第三應(yīng)力測(cè)試柱和第四應(yīng)力測(cè)試柱，其中第一應(yīng)力測(cè)試柱和第三應(yīng)力測(cè)試柱布置在Y方向上，第二應(yīng)力測(cè)試柱和第四應(yīng)力測(cè)試柱布置在X方向上，應(yīng)力測(cè)試柱上、下表面的應(yīng)變片的應(yīng)變反映滾珠絲杠在Y方向上的彎曲撓度，應(yīng)力測(cè)試柱的左、右表面應(yīng)變片的應(yīng)變反映滾珠絲杠在X方向上的彎曲撓度；

(2)四個(gè)應(yīng)力測(cè)試柱上的應(yīng)變片布置為全橋形式，當(dāng)四個(gè)應(yīng)力測(cè)試柱全接應(yīng)變片時(shí)稱為全橋；此時(shí)電橋的輸出電壓是單橋輸出電壓的4倍，靈敏度也是單橋的4倍；

(3)Y向的絲杠彎曲撓度通過第一應(yīng)力測(cè)試柱和第三應(yīng)力測(cè)試柱的上下表面應(yīng)變值計(jì)算，X向的絲杠彎曲撓度通過第二應(yīng)力測(cè)試柱和第四應(yīng)力測(cè)試柱的左右表面應(yīng)變值計(jì)算。

步驟(2)應(yīng)力測(cè)試柱中采用電路補(bǔ)償法來(lái)補(bǔ)償環(huán)境溫度對(duì)應(yīng)變片阻值變化帶來(lái)的影響，并在全橋形式下的應(yīng)變片上貼有溫度補(bǔ)償片，用于消除由于溫度變化帶來(lái)的應(yīng)變。