[發(fā)明專利]基于激光三角的滾珠絲杠螺母綜合參數(shù)檢測裝置及方法

有效

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• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107449372B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐屹;王瑞;馮虎田;祖莉;陳賢高
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B11/08;G01B11/02
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

本發(fā)明公開了一種基于激光三角的滾珠絲杠螺母綜合參數(shù)檢測裝置，包括鑄鐵床身和設(shè)置在床身上的X軸直線運動平臺、光柵尺和V塊底座；所述X軸直線運動平臺中上設(shè)置有龍門，所述龍門上設(shè)置有兩個垂直運動單元，所述兩個垂直運動單元是由伺服電機(jī)驅(qū)動的絲杠導(dǎo)軌副傳動機(jī)構(gòu)，第一垂直運動單元的工作板上設(shè)置有螺母內(nèi)滾道輪廓測量組件，第二垂直運動單元的工作板上設(shè)置有螺母外圓測量組件；所述光柵尺用于測量龍門的橫向位移；所述V塊底座上設(shè)置有V塊，所述V塊上設(shè)置待測螺母和兩個標(biāo)準(zhǔn)量棒。通過該裝置可直接測量出螺母內(nèi)滾道的關(guān)鍵參數(shù)與外圓直徑，具有精度高、效率高、自動化程度高等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于激光三角的滾珠絲杠螺母綜合參數(shù)檢測裝置及方法。

背景技術(shù)

目前，滾珠絲杠副螺母由于其獨特的結(jié)構(gòu)，關(guān)于其滾道輪廓，一般采用間接法或接觸式傳感器測量，間接法是在螺母內(nèi)滾道加工前檢測加工工具砂輪的型面至選擇到合適的砂輪，用該砂輪試磨樣件，把得到的樣件沿軸線切開，然后投影至大屏幕上觀察滾道剖面的輪廓，若滿足要求，則將該砂輪作為該型滾道的標(biāo)準(zhǔn)加工工具，該方法需要切開螺母導(dǎo)致破壞待測件，且人為因素很大，測量結(jié)果重復(fù)性差；接觸式測量是用輪廓儀進(jìn)行測量，探針深入螺母內(nèi)部沿滾道爬行，輪廓儀可得到放大信號的滾道型面，該方法對安裝基準(zhǔn)要求很高，且沒有考慮到螺旋升角的影響，誤差較大，效率低。關(guān)于其外徑，一般用千分尺測量，精度不高且沒有實現(xiàn)自動化。

綜上所述，現(xiàn)階段尚無專用的綜合參數(shù)檢測裝置，現(xiàn)有的檢測方法不能得到螺母內(nèi)滾道的具體相關(guān)參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于激光三角法的滾珠絲杠螺母綜合參數(shù)檢測裝置，以實現(xiàn)在線自動化檢測，提高效率與精度。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于激光三角的滾珠絲杠螺母綜合參數(shù)檢測裝置，包括鑄鐵床身和設(shè)置在床身上的X軸直線運動平臺、光柵尺和V塊底座，X軸直線運動平臺的一端設(shè)置V塊底座，鑄鐵床身的內(nèi)側(cè)面設(shè)置光柵尺；

所述X軸直線運動平臺上設(shè)置有龍門，所述龍門上設(shè)置有第一垂直運動單元和第二垂直運動單元，所述第一垂直運動單元和第二垂直運動單元都是伺服電機(jī)驅(qū)動的絲杠導(dǎo)軌副傳動機(jī)構(gòu)；所述第一垂直運動單元的第一工作板上通過垂直轉(zhuǎn)接板與螺母內(nèi)滾道輪廓測量組件相固連，螺母內(nèi)滾道輪廓測量組件位于龍門的內(nèi)部；

所述螺母內(nèi)滾道輪廓測量組件包括手動平移臺、傳感器工裝、三棱鏡、第一激光三角傳感器和水平轉(zhuǎn)接板；所述手動平移臺居中安裝在垂直轉(zhuǎn)接板上，所述三棱鏡和第一激光三角傳感器安裝在傳感器工裝上，所述傳感器工裝通過水平轉(zhuǎn)接板安裝在手動平移臺上。

所述第二垂直運動單元的第二工作板上設(shè)置有螺母外圓第一測量組件和螺母外圓第二測量組件；所述螺母外圓第一測量組件包括第二激光三角傳感器、阻尼條、鎖緊塊、鎖緊螺釘、手輪、微型導(dǎo)軌副、微型支撐座、微型絲杠副和微型工作板。所述第二激光三角傳感器安裝在微型工作板上；所述鎖緊塊安裝在微型工作板側(cè)部；所述阻尼條安裝在第二工作板上；所述鎖緊螺釘通過鎖緊塊可頂住阻尼條從而實現(xiàn)鎖緊；所述手輪安裝在微型絲杠副的軸端；所述微型絲杠副軸端固定在微型支撐座上；所述微型工作板安裝在微型絲杠副的螺母座和微型導(dǎo)軌副的滑塊組成的平面上。所述螺母外圓第二測量組件的結(jié)構(gòu)與螺母外圓第一測量組件的結(jié)構(gòu)完全一致且沿螺母法截面對稱布置。

所述V塊底座上設(shè)置有V塊，所述V塊上依次設(shè)置待測螺母、第一標(biāo)準(zhǔn)量棒和第二標(biāo)準(zhǔn)量棒。

所述手動平移臺用于調(diào)節(jié)第一激光三角傳感器的位置，最佳位置是入射激光光線經(jīng)過三棱鏡反射后達(dá)到待測螺母的徑向最低處，這樣保證了測量的是待測螺母的法向截形輪廓。

所述第一垂直運動單元用于調(diào)節(jié)螺母內(nèi)滾道輪廓測量組件的高度，以便于第一激光三角傳感器伸入測量不同規(guī)格的螺母。