滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副靜剛度測(cè)量裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副靜剛度測(cè)量裝置，采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)一根梯形絲杠帶動(dòng)加載螺母對(duì)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副進(jìn)行加載，通過改變導(dǎo)軌副安裝位置及導(dǎo)軌上夾具的類型可對(duì)導(dǎo)軌副進(jìn)行垂直、偏轉(zhuǎn)及俯仰加載三種加載方式，導(dǎo)軌上、下夾具上分布有對(duì)應(yīng)不同載荷方式的測(cè)量點(diǎn)，用于測(cè)定加載時(shí)導(dǎo)軌副的變形位移情況。本實(shí)用新型專利技術(shù)分別實(shí)現(xiàn)了對(duì)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副垂直靜剛度、偏轉(zhuǎn)靜剛度和俯仰靜剛度的自動(dòng)測(cè)量，加載載荷大，測(cè)量精度高，能夠滿足不同導(dǎo)軌系列對(duì)不同加載方式的需要。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)屬于測(cè)量
，特別是一種滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副靜剛度測(cè)量裝置。
技術(shù)介紹
滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副一般由導(dǎo)軌、滑塊、返向器、滾動(dòng)體和保持架等組成，它是一種作相對(duì)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的滾動(dòng)支承，能以滑塊和導(dǎo)軌間的鋼球滾動(dòng)來代替直接的滑動(dòng)接觸，并且滾動(dòng)體可以借助反向器在滾道和滑塊內(nèi)實(shí)現(xiàn)無限循環(huán)。滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副具有磨擦系數(shù)小、運(yùn)行精度高、無爬行、耐磨損、剛度高、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用作高精度數(shù)控機(jī)床和加工中心的導(dǎo)向部件。靜剛度是影響滾動(dòng)功能部件性能和承載能力的重要指標(biāo)，是滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的基本使用要求。滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副靜剛度是指滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副承載恒定載荷的能力，當(dāng)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副受到外載荷時(shí)，將有豎直、水平方向的變形位移，以及在幾個(gè)方向的角位移。這種彈性變形對(duì)機(jī)械性能有很大影響，靜態(tài)變形不但會(huì)改變零部件的集合精度并影響加工質(zhì)量，還會(huì)影響滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的抗振性、生產(chǎn)率、噪聲、工作壽命、運(yùn)動(dòng)平衡性、發(fā)熱和磨損等。目前，我國(guó)關(guān)于滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的靜剛度理論研究方面已取得了一定的成果，但國(guó)內(nèi)導(dǎo)軌靜剛度測(cè)量裝置的研制尚處于起步階段，各廠商對(duì)相關(guān)產(chǎn)品實(shí)際的靜剛度實(shí)驗(yàn)測(cè)試還遠(yuǎn)不能滿足要求，一定程度上限制了產(chǎn)品性能的優(yōu)化提高，給用戶的實(shí)際選型也帶來了很大困難。因此，開發(fā)出一種精度高、載荷大、通用性廣滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副靜剛度試驗(yàn)裝置、在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副設(shè)計(jì)階段運(yùn)用其對(duì)靜剛度進(jìn)行試驗(yàn)分析，對(duì)保證滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的剛度有著重要的實(shí)際意義。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，華中科技大學(xué)的方健等人于2006年設(shè)計(jì)的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副靜剛度試驗(yàn)機(jī)采用液壓系統(tǒng)進(jìn)行加載，通過力傳感器與電感測(cè)微儀采集的數(shù)據(jù)生成靜剛度曲線，通過T型槽安裝不同型號(hào)的導(dǎo)軌，加載液壓缸通過滾珠絲杠可左右調(diào)節(jié)加載位置；該試驗(yàn)機(jī)最大加載載荷為30KN，加載載荷范圍小，不能滿足大規(guī)格導(dǎo)軌副靜剛度測(cè)量的需要，液壓加載系統(tǒng)對(duì)恒壓控制要求較高，加載時(shí)需要通過絲杠調(diào)整液壓缸位置以便對(duì)導(dǎo)軌副進(jìn)行加載，操作不便，且只有進(jìn)行垂直加載的裝置及方法。另外，中國(guó)技術(shù)專利公布號(hào)CN102279100A，名稱為滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副剛度試驗(yàn)機(jī)，該專利介紹了一種以伺服電機(jī)帶動(dòng)絲杠通過橫梁對(duì)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副進(jìn)行加載并檢測(cè)靜剛度的實(shí)驗(yàn)裝置及方法；該試驗(yàn)裝置將傳動(dòng)結(jié)構(gòu)放置在底座內(nèi)，重載時(shí)試驗(yàn)臺(tái)底座表面在垂直方向會(huì)產(chǎn)生較小的變形，對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生一定影響，保持恒壓加載時(shí)對(duì)伺服電機(jī)的控制較為復(fù)雜，此外此試驗(yàn)裝置只能進(jìn)行垂直拉壓載荷，沒有對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行偏載及俯仰加載，位移傳感器的安裝拆卸不便，導(dǎo)軌夾具的設(shè)計(jì)不能滿足多種導(dǎo)軌安裝試驗(yàn)的需要等。因此，在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副靜剛度測(cè)量方面，還缺少能夠進(jìn)行大載荷加載及適應(yīng)多種導(dǎo)軌、多種載荷方式的自動(dòng)測(cè)量裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種高精度、高載荷、高通用性、能對(duì)多種加載方式進(jìn)行測(cè)量的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副靜剛度的測(cè)量裝置。實(shí)現(xiàn)本技術(shù)目的的技術(shù)解決方案為:一種滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副靜剛度測(cè)量裝置，包括加載組件、支撐組件、裝夾組件、測(cè)量組件以及數(shù)據(jù)處理模塊，所述的加載組件包括伺服電機(jī)、減速機(jī)、一根加載梯形絲杠、加載螺母和防轉(zhuǎn)橫梁；支撐組件包括底座、一對(duì)立柱、上橫梁、磁性表座、臺(tái)面板；裝夾組件包括力傳感器施力桿、上夾具連接件、導(dǎo)軌上夾具、導(dǎo)軌下夾具；測(cè)量組件包括力傳感器與激光位移傳感器，數(shù)據(jù)處理模塊即數(shù)據(jù)處理所需的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)；伺服電機(jī)與減速機(jī)連接，減速機(jī)安裝在上橫梁上，梯形絲杠通過上橫梁內(nèi)的軸承與減速機(jī)連接，加載螺母安裝在梯形絲杠上，并隨梯形絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)而上下運(yùn)動(dòng)，加載螺母上固定安裝有防轉(zhuǎn)橫梁，防轉(zhuǎn)橫梁的兩端開有通孔，可套在左右兩邊對(duì)稱安裝的一對(duì)立柱上并能夠上下移動(dòng)，一對(duì)立柱的上端則安裝有上橫梁，立柱下端則固定安裝在底座上，底座上安裝有臺(tái)面板；加載螺母上固定安裝有用于測(cè)量載荷大小的力傳感器，力傳感器上通過螺紋連接有力傳感器施力桿，導(dǎo)軌上夾具通過上夾具連接件與力傳感器施力桿連接，導(dǎo)軌下夾具安裝在臺(tái)面板上，磁性表座安放在臺(tái)面板的表面，激光位移傳感器安裝在對(duì)應(yīng)磁性表座的支架上，激光位移傳感器的投光中心位置垂直對(duì)齊垂直、偏轉(zhuǎn)或俯仰載荷方式時(shí)的對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)，激光位移傳感器、力傳感器和伺服電機(jī)分別與計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)連接；伺服電機(jī)、減速機(jī)、一根加載梯形絲杠、加載螺母、力傳感器、力傳感器施力桿、上夾具連接件同軸線；防轉(zhuǎn)橫梁、上橫梁、臺(tái)面板、底座的平面平行。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn):(I)測(cè)量裝置的臺(tái)面板上安裝有用于安裝導(dǎo)軌副下夾具，通過切換不同的導(dǎo)軌上、下夾具以及改變夾具安裝的位置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同型號(hào)導(dǎo)軌副進(jìn)行垂直、偏轉(zhuǎn)和俯仰形式的加載，具有通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。(2)由于采用了梯形絲杠進(jìn)行加載，梯形絲杠具有良好的自鎖性能，所以測(cè)量裝置能較好的保持加載力恒定，便于測(cè)量恒定載荷下的靜剛度。(3)由于加載較大，為了減小試驗(yàn)加載時(shí)試驗(yàn)臺(tái)自身變形對(duì)試驗(yàn)精度的影響，伺服電機(jī)和減速機(jī)組成的傳動(dòng)部分置于測(cè)量裝置上橫梁上，測(cè)量裝置底座作為一個(gè)整體，增加了測(cè)量裝置的整體剛度，減小了變形，提高了測(cè)量結(jié)果精度。(4)本技術(shù)加載載荷能達(dá)到600KN，采用的高精度壓力傳感器精度可達(dá)0.3%。，激光位移傳感器檢測(cè)精度可達(dá)到μ m級(jí)，該測(cè)量方法能夠得到高精度導(dǎo)軌副靜剛度測(cè)量結(jié)果。(5).通過合理布置不同載荷方式時(shí)對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)，能夠減少位移傳感器的布置個(gè)數(shù)，采用激光位移傳感器檢測(cè)測(cè)點(diǎn)的位移量，安裝調(diào)整簡(jiǎn)便，提高了測(cè)量效率。以下結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)描述。附圖說明圖1為本技術(shù)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副靜剛度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)組成及連接組裝示意圖。圖2為垂直加載結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為裝夾部分三維分解視圖。圖4為偏轉(zhuǎn)上夾具及偏轉(zhuǎn)加載結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為俯仰上夾具及俯仰加載結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為垂直或偏轉(zhuǎn)加載測(cè)點(diǎn)分布示意圖。圖7為俯仰加載測(cè)點(diǎn)分布示意圖。具體實(shí)施方式本技術(shù)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)一根梯形絲杠帶動(dòng)加載螺母對(duì)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副進(jìn)行加載，通過改變導(dǎo)軌副安裝位置及導(dǎo)軌上夾具的類型可對(duì)導(dǎo)軌副進(jìn)行垂直、偏轉(zhuǎn)及俯仰加載三種加載方式。力傳感器和激光位移傳感器分別對(duì)被測(cè)導(dǎo)軌副的載荷和變形進(jìn)行采樣，其中力傳感器固定在加載螺母上，可隨其上下升降，激光位移傳感器的投光中心位置與不同加載方式時(shí)相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)垂直對(duì)齊。通過對(duì)采集的載荷及位移數(shù)據(jù)進(jìn)行處理可繪制滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副靜剛度曲線，從而實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副靜剛度的試驗(yàn)測(cè)量，且測(cè)量的載荷范圍大、通用性強(qiáng)、精度高。具體內(nèi)容如下:結(jié)合圖f圖5，本技術(shù)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副靜剛度測(cè)量裝置，包括加載組件、支撐組件、裝夾組件、測(cè)量組件以及數(shù)據(jù)處理模塊，所述的加載組件包括伺服電機(jī)5、減速機(jī)6、一根加載梯形絲杠7、加載螺母8和防轉(zhuǎn)橫梁3 ;支撐組件包括底座1、一對(duì)立柱2、上橫梁4、磁性表座14 (即圖2中的附圖標(biāo)記1401、1402、1403、1404所指皆為磁性表座)(垂直、俯仰靜剛度檢測(cè)時(shí)需要四個(gè)磁性表座1401、1402、1403、1404，偏轉(zhuǎn)靜剛度檢測(cè)時(shí)需要兩個(gè)磁性表座)、臺(tái)面板16 ;裝夾組件包括力傳感器施力桿10、上夾具連接件11、導(dǎo)軌上夾具12、導(dǎo)軌下夾具15 ;測(cè)量組件包括力傳感器9與激光位移傳感器13 (即圖2中的附圖標(biāo)記1301、1302、1303及1304所指皆為激光位移傳感器，個(gè)數(shù)與磁性表座相對(duì)應(yīng))，數(shù)據(jù)處理模塊即數(shù)據(jù)處理所需的計(jì)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副靜剛度測(cè)量裝置，其特征在于包括加載組件、支撐組件、裝夾組件、測(cè)量組件以及數(shù)據(jù)處理模塊，所述的加載組件包括伺服電機(jī)（5）、減速機(jī)（6）、一根加載梯形絲杠（7）、加載螺母（8）和防轉(zhuǎn)橫梁（3）；支撐組件包括底座（1）、一對(duì)立柱（2）、上橫梁（4）、磁性表座（14）、臺(tái)面板（16）；裝夾組件包括力傳感器施力桿（10）、上夾具連接件（11）、導(dǎo)軌上夾具（12）、導(dǎo)軌下夾具（15）；測(cè)量組件包括力傳感器（9）與激光位移傳感器（13），數(shù)據(jù)處理模塊即數(shù)據(jù)處理所需的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)；伺服電機(jī)（5）與減速機(jī)（6）連接，減速機(jī)（6）安裝在上橫梁（4）上，梯形絲杠（7）通過上橫梁（4）內(nèi)的軸承與減速機(jī)（6）連接，加載螺母（8）安裝在梯形絲杠（7）上，并隨梯形絲杠（7）的轉(zhuǎn)動(dòng)而上下運(yùn)動(dòng)，加載螺母（8）上固定安裝有防轉(zhuǎn)橫梁（3），防轉(zhuǎn)橫梁（3）的兩端開有通孔，可套在左右兩邊對(duì)稱安裝的一對(duì)立柱（2）上并能夠上下移動(dòng)，一對(duì)立柱（2）的上端則安裝有上橫梁（4），立柱（2）下端則固定安裝在底座（1）上，底座（1）上安裝有臺(tái)面板（16）；加載螺母（8）上固定安裝有用于測(cè)量載荷大小的力傳感器（9），力傳感器（9）上通過螺紋連接有力傳感器施力桿（10），導(dǎo)軌上夾具（12）通過上夾具連接件（11）與力傳感器施力桿（10）連接，導(dǎo)軌下夾具（15）安裝在臺(tái)面板（16）上，磁性表座（14）安放在臺(tái)面板（16）的表面，激光位移傳感器（13）安裝在對(duì)應(yīng)磁性表座（14）的支架上，激光位移傳感器（13）的投光中心位置垂直對(duì)齊垂直、偏轉(zhuǎn)或俯仰載荷方式時(shí)的對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)，激光位移傳感器（13）、力傳感器（9）和伺服電機(jī)（5）分別與計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)連接；伺服電機(jī)（5）、減速機(jī)（6）、一根加載梯形絲杠（7）、加載螺母（8）、力傳感器（9）、力傳感器施力桿（10）、上夾具連接件（11）同軸線；防轉(zhuǎn)橫梁（3）、上橫梁（4）、臺(tái)面板（16）、底座（1）的平面平行。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副靜剛度測(cè)量裝置，其特征在于包括加載組件、支撐組件、裝夾組件、測(cè)量組件以及數(shù)據(jù)處理模塊，所述的加載組件包括伺服電機(jī)(5)、減速機(jī)(6)、一根加載梯形絲杠(7)、加載螺母(8)和防轉(zhuǎn)橫梁(3);支撐組件包括底座(I)、一對(duì)立柱(2)、上橫梁(4)、磁性表座(14)、臺(tái)面板(16);裝夾組件包括力傳感器施力桿(10)、上夾具連接件(11)、導(dǎo)軌上夾具(12)、導(dǎo)軌下夾具(15);測(cè)量組件包括力傳感器(9)與激光位移傳感器(13)，數(shù)據(jù)處理模塊即數(shù)據(jù)處理所需的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)；伺服電機(jī)(5)與減速機(jī)(6)連接，減速機(jī)(6)安裝在上橫梁(4)上，梯形絲杠(7)通過上橫梁(4)內(nèi)的軸承與減速機(jī)(6)連接，加載螺母(8)安裝在梯形絲杠(7)上，并隨梯形絲杠(7)的轉(zhuǎn)動(dòng)而上下運(yùn)動(dòng)，加載螺母(8)上固定安裝有防轉(zhuǎn)橫梁(3)，防轉(zhuǎn)橫梁(3)的兩端開有通孔，可套在左右兩邊對(duì)稱安裝的一對(duì)立柱(2 )上并能夠上下移動(dòng)，一對(duì)立柱(2 )的上端則安裝有上橫梁(4 )，立柱(2 )下端則固定安裝在底座(I)上，底座(1)上安裝有臺(tái)面板(16);加載螺母(8)上固定安裝有用于測(cè)量載荷大小的力傳感器(9)，力傳感器(9)上通過螺紋連接有力傳感器施力桿(10)，導(dǎo)軌上夾具(12)通過上夾具連接件(11)與力傳感器施力桿(10)連接，導(dǎo)軌下夾具(15)安裝在臺(tái)面板(16)上，磁性表座(14)安放在臺(tái)面板(16)的表面，激光位移傳感器(13)安裝在對(duì)應(yīng)磁性表座(14)的支架上，激光位移傳感器(13)的投光中心位置垂直對(duì)齊垂直、偏轉(zhuǎn)或俯仰載荷方式時(shí)的對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)，激光位移傳感器(13)、力傳感器(9)和伺服電機(jī)(5)分別與計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)連接；伺服電機(jī)(5...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馮虎田，王禹林，衡豪，陶衛(wèi)軍，歐屹，徐鳳翔，蔡理，李隆，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京理工大學(xué)，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：