[發明專利]滾動直線導軌副預加載荷和預緊拖動力同步測量系統及方法

在審

• 申請號: 202010022138.7
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111366363A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 周長光;葉坤奇;馮虎田
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01M13/025
• 分類號: G01M13/025;G01L5/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

本發明公開了一種滾動直線導軌副預加載荷和預緊拖動力同步測量系統及方法，系統包括床身部件，以及同軸設置的驅動部件、主工作臺和預加載荷可調機構；床身部件，包括床身，用于支撐測量系統和待測滾動直線導軌副；待測滾動直線導軌副包括待測導軌；驅動部件，用于驅動主工作臺帶動待測導軌沿床身的長度方向運動；主工作臺，用于測量待測導軌在運動過程中的預緊拖動力；預加載荷可調機構，用于擠壓待測導軌并測量其預加載荷。方法基于上述系統實現預加載荷和預緊拖動力的同步測量。本發明能夠在一次安裝后，實現在不同預加載荷水平下直線導軌副的預加載荷和預緊拖動力的同步在線測量，測量效率高，且測量數據真實可靠。

技術領域

本發明屬于滾動直線導軌副性能測試領域，特別涉及一種滾動直線導軌副預加載荷和預緊拖動力同步測量系統及方法。

背景技術

滾動直線導軌副作為高檔數控機床的核心基礎功能部件，其精度及可靠性將直接影響主機的加工精度。由于過大的預加載荷會增加導軌副的預緊拖動力，加劇磨損；過小的預加載荷會顯著降低導軌副的剛性，增加振動，進而影響導軌副運動精度、剛性、承載能力等性能，因此必須精確控制直線導軌副的預加載荷。由此可見，準確得到預加載荷值，有利于滾動直線導軌副使用壽命的延長以及可靠性的提高，從而保障主機的加工精度。

經查閱相關資料發現，目前只能通過滾動體的直徑粗略地判定滾動直線導軌副的預加載荷等級(輕、中、重)，無法準確給出預加載荷值，也無法針對每一個預緊拖動力的值測量相應的預加載荷數值，從而也無法實現直線導軌副預緊拖動力和預加載荷同步在線測量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能實現同步測量滾動直線導軌副預加載荷和預緊拖動力的系統及方法。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種滾動直線導軌副預加載荷和預緊拖動力同步測量系統，包括床身部件，以及同軸設置的驅動部件、主工作臺和預加載荷可調機構；

所述床身部件，包括床身本體，用于支撐整個測量系統和待測滾動直線導軌副；所述待測滾動直線導軌副包括待測導軌；

所述驅動部件，用于驅動主工作臺帶動待測導軌沿床身本體的長度方向運動；

所述主工作臺，用于測量待測導軌在運動過程中的預緊拖動力；

所述預加載荷可調機構，用于擠壓待測導軌并測量其預加載荷。

進一步地，所述床身部件還包括沿床身本體長度方向設置的一對相平行的主導軌副，主導軌副的滑塊上設置主工作臺。

進一步地，所述驅動部件包括伺服電機、絲杠和絲杠螺母；所述伺服電機安裝于固定在床身本體上且位于所述一對相平行主導軌副之間的電機卡座上，所述絲杠螺母安裝于固定在主工作臺上的螺母卡座上；所述伺服電機驅動絲杠進行旋轉運動，帶動絲杠螺母運動進而帶動主工作臺沿主導軌副的導軌軸向運動；所述絲杠的兩端分別貫穿設置在床身本體上的第一支撐單元、第二支撐單元。

進一步地，所述主工作臺包括第一底座、拉壓式力傳感器、測量平臺和測量工裝塊；所述第一底座固定在所述主導軌副的滑塊上，且其上表面與主導軌副的上表面平行；所述第一底座上設置螺母卡座和測量平臺，待測導軌的一端自然放置在測量平臺的上表面，待測導軌上固定安裝一測量工裝塊；所述拉壓式力傳感器的兩端分別與測量平臺、測量工裝塊相連。

進一步地，所述待測導軌的另一端自然放置在安裝于床身本體尾部的高度可調節尾架上。

進一步地，所述主工作臺還包括拖動工裝，用于拖動主工作臺沿主導軌副的導軌滑動。

進一步地，所述主工作臺還包括設置于測量平臺上表面凹槽中的直線滾針板，所述待測導軌的一端自然放置于直線滾針板上。