【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种直线导轨的滚道面形位精度的直接检测方法，属于测量。
技术介绍
1、滚动直线导轨副由导轨、滑块、滚动体(滚珠或滚柱)以及返向器等组成，如图1所示。该产品具有承载能力强、运动性能好、定位精度高、摩擦因数小和寿命长等优点，已成为高档数控装备、精密工作台、医疗器械等领域的关键基础部件之一。
2、作为精密的传动部件，运动精度、摩擦力、振动和噪声等是评价滚动直线导轨副机械性能的重要指标。运动精度显著影响导轨的运动性能、定位精度及使用寿命，主要取决于导轨/滑块的制造精度及装配精度。摩擦力影响传动阻力、导轨副的发热及使用寿命，受滚道面粗糙度的显著影响。随着静音技术的发展，振动及噪声成为工作环境的重要污染因素之一，需提高滚动直线导轨副的综合精度以降低振动及噪声。因此，对滚动直线导轨副制造精度的便捷检验及评定是保证机械性能的重要基础。
3、目前，国家标准对滚动直线导轨副的精度检测主要包括滑块移动对导轨底面基准及侧面基准的平行度等项目。导轨的滚道面为滚珠滚动提供最直接的运行轨道，其质量和精度决定着滚珠滚动的直线度，进而影响滑块滑动的直线度。研究表明，单个导轨滚道面的直线度、多个滚道面之间的平行度、各滚道面相对导轨底面及侧面基准的平行度等空间形位精度直接影响滑块移动与导轨底面及侧面基准之间的平行度。此类直线度及平行度可直接反应或组合后间接反映导轨副的直线度、平行度、高度变动、宽度变动等一系列综合精度。此外，摩擦力波动、振动及噪声除受上述综合精度的影响外，还受导轨滚道面表面粗糙度的影响。因此，上述指标表征的导轨制
4、目前，对滚动直线导轨副的滚道直线度等精度指标的检测方法多为面向导轨-滑块装配体的整体精度的检测。测量所得产品误差无法明晰具体问题来源于导轨或者滑块，影响后续具体细节的优化与整改。并且，滚动直线导轨副整体精度的测量方法主要是在测量平台上采用机械测量表头分段式人工测量。该测量方法不但操作麻烦、劳动强度大、测量效率差、产品规格适用性低，而且测量数据的离散性大、准确性和检测效率受操作人员技术熟练水平的影响较大。同时，导轨滚道面为空间曲面，与底面和侧面基准的测量起点无法直接确定。目前，导轨滚道面与基准面之间的形位尺寸的测量无法直接进行，需借助测量棒或标准量块间接测量。测量棒或量块将引入额外的装配误差，进一步增大了滚道面相对导轨表面形位尺寸的测量难度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种新的技术方案以改善或解决如上所述的现有技术中存在的技术问题。
2、本专利技术提供的技术方案如下：一种直线导轨的滚道面形位精度的直接检测方法，包括工作台、v型块、xyz三向直线模组、测微单元和pc数控系统，所述pc数控系统能够控制所述xyz三向直线模组(3)以及记录所述测微单元(4)的实时测量数据，所述工作台上设有一列或多列所述v型块，所述v型块上设有v型槽，所述xyz三向直线模组安装在所述工作台上，所述测微单元安装在所述xyz三向直线模组上，所述xyz三向直线模组能够带动所述测微单元沿x轴、y轴和z轴方向移动，线导轨的滚道面形位精度的检测方法如下：
3、s1、以被测导轨的底面和左下侧竖直面为定位基准，或以被测导轨的底面(55)和右下侧竖直面为定位基准，将被测导轨倾斜放置在其中一列所述v型块上，使被测量面朝上，且被测量面和/或被测量面的圆弧中线的切面呈水平状态；
4、s2、找到被测量面上某一点为测量起始点；
5、s3、在所述测量起始点上调整所述测微单元的测量头压缩量，确保所述测量头与被测量面可靠接触，并在后续被测量面的检测中保持所述测量头的压缩量一致；
6、s4、然后将所述测微单元置零；
7、s5、所述xyz三向直线模组驱动所述测微单元沿y轴匀速移动，通过pc数控系统记录实时测量数据，即得到被测量面上测量线各测量点的表面轮廓值r(1)、r(2)、r(3)、……、r(n)；记录xyz三向直线模组的z轴坐标，即得到测量线上各测量点的坐标值(x，y(1)，z)、(x，y(2)，z)、(x，y(3)，z)、……、(x，y(n)，z)；叠加轮廓值和坐标值，得到各测量点的实时空间高度坐标值{x,y(1)，[z+r(1)]}、{(x,y(2)，[z+r(2)]}、{(x，y(3),[z+r(3)]}、……、{(x,y(n),[z+r(n)]}，其中各测量点的x、y坐标值由xyz三向直线模组的x、y坐标值确定；
8、s6、计算精度指标：
9、(1)计算被测量面的粗糙度
10、其中，n表示测量点的个数；r(n)表示第n个测量点的表面轮廓值；
11、(2)计算测量线的直线度t＝rmax(n)-rmin(n),
12、其中，rmax(n)表示表面轮廓值r(1)、r(2)、r(3)、……、r(n)中的最大值；rmin(n)表示表面轮廓值r(1)、r(2)、r(3)、……、r(n)中的最小值；
13、(3)计算两条测量线在z轴方向上的最大的坐标差值，该最大的坐标差值能够反映两条测量线的平行度。
14、本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有以下有益效果：
15、1、本专利技术的导轨滚道面形位精度的直接检测方法，采用v型块将被测导轨放置至v型块上，将被测量面朝上放置，并以底面和其中一侧的下侧竖直面为定位基准，确保测量基准的稳定性和准确性，通过直接检测被测量面的表面轮廓值和位置尺寸，可直接准确便捷测量导轨基准面、滚道面圆弧中线全长度的粗糙度、直线度、上滚道面和45°斜面之间的实际高度差值等指标，进而便捷反应出多种规格滚动直线导轨副形位精度的综合结果；
16、2、本专利技术采用电感测微单元配合xyz三向高精度运动的直线模组结构，可以连续采集被测量面全长度的表面轮廓数据，测量数据范围广，密度大，得到结果更准确。同时，该模组还能精确得到导轨被测部位的空间坐标值，可便捷计算被测表面的形位误差。此外，它还可以根据不同规格导轨的具体尺寸便捷寻找测量面，面向导轨的型号规格多，适应性更强。因此，使用电感测微单元配合xyz三向高精度运动的直线模组进行测量，可以获得更准确、更便捷、适应性更强的测量结果。
17、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
18、进一步地，所述被测导轨包括右上滚道面、左上滚道面、右侧45°斜面和左侧45°斜面，当所述被测量面为左上滚道面或右上滚道面时，所述测量线为圆弧中线，在步骤s2中，所述测量起始点的查找方法是，调整所述测微单元的测量头，使所述测量头与所述被测量面接触，并沿x轴方向缓慢移动所述测微单元，使所述测量头划过所述被测量面的圆弧曲线，所述测微单元读数的最低点即为圆弧中线上的点，也为测量起始点。
19、采用上述进一步方案的有益效果是，通过上述方法，测微单元的测量头可直接寻找导轨的滚道面圆弧中线，不需要借助标准量块或测量棒，消除了引本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种直线导轨的滚道面形位精度的直接检测方法，其特征在于，包括工作台(1)、V型块(2)、XYZ三向直线模组(3)、测微单元(4)和PC数控系统，所述PC数控系统能够控制所述XYZ三向直线模组(3)以及记录所述测微单元(4)的实时测量数据，所述工作台(1)上设有一列或多列所述V型块(2)，所述V型块(2)上设有V型槽，所述XYZ三向直线模组(3)安装在所述工作台(1)上，所述测微单元(4)安装在所述XYZ三向直线模组(3)上，所述XYZ三向直线模组(3)能够带动所述测微单元(4)沿X轴、Y轴和Z轴方向移动，直线导轨的滚道面形位精度的检测方法如下：
2.根据权利要求1所述的直线导轨的滚道面形位精度的直接检测方法，其特征在于，所述被测导轨(5)包括右上滚道面(52)、左上滚道面(51)、右侧45°斜面(54)和左侧45°斜面(53)，当所述被测量面为左上滚道面(51)或右上滚道面(52)时，所述测量线为圆弧中线，在步骤S2中，所述测量起始点的查找方法是，调整所述测微单元(4)的测量头，使所述测量头与所述被测量面接触，并沿X轴方向缓慢移动所述测微单元(4)，使所述测量头划
3.根据权利要求2所述的直线导轨的滚道面形位精度的直接检测方法，其特征在于，所述测微单元(4)测量的右上滚道面(52)圆弧中线上各测量点的轮廓值为：ra(1)、ra(2)、ra(3)、……、ra(n)；XYZ三向直线模组(3)记录的右上滚道面(52)圆弧中线的坐标值为：(Xa,Ya(1),Za)、(Xa,Ya(2),Za)、(Xa,Ya(3),Za)、……、(Xa,Ya(n),Za)；叠加轮廓值和坐标值，得到右上滚道面(52)圆弧中线各点的实时空间坐标值{Xa,Ya(1),[Za+ra(1)]}、{(Xa,Ya(2),[Za+ra(2)]}、{(Xa,Ya(3),[Za+ra(3)]}、……、{(Xa,Ya(n),[Za+ra(n)]}；
4.根据权利要求3所述的直线导轨的滚道面形位精度的直接检测方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的直线导轨的滚道面形位精度的直接检测方法，其特征在于，所述右上滚道面(52)圆弧中线与右侧45°斜面(54)测量线在Z轴方向的测量值差值为△Zr＝Za-Zb，设计图上测得所述右上滚道面(52)圆弧中线与右侧45°斜面(54)倾斜定位条件下竖直方向的差值为ΔZr’，比较△Zr与ΔZr’，能够用于反映二者的位置尺寸精度，进而判断右侧面是否存在尺寸及形位误差；
6.根据权利要求1～5任意一项所述的直线导轨的滚道面形位精度的直接检测方法，其特征在于，所述V型槽的V型角为90°。
7.根据权利要求6所述的直线导轨的滚道面形位精度的直接检测方法，其特征在于，所述XYZ三向直线模组(3)包括Y向直线模组(31)、Z向直线模组(32)和X向直线模组(33)，所述Y向直线模组(31)沿Y轴方向布置在所述工作台(1)上，所述Z向直线模组(32)安装在所述Y向直线模组(31)上且能够沿所述Y向直线模组(31)移动，所述X向直线模组(33)安装在所述Z向直线模组(32)上，所述X向直线模组(33)能够沿所述Z向直线模组(32)上下移动，所述测微单元(4)安装在所述X向直线模组(33)上，所述测微单元(4)能够在所述X向直线模组(33)上沿X轴方向滑动。
...【技术特征摘要】
1.一种直线导轨的滚道面形位精度的直接检测方法，其特征在于，包括工作台(1)、v型块(2)、xyz三向直线模组(3)、测微单元(4)和pc数控系统，所述pc数控系统能够控制所述xyz三向直线模组(3)以及记录所述测微单元(4)的实时测量数据，所述工作台(1)上设有一列或多列所述v型块(2)，所述v型块(2)上设有v型槽，所述xyz三向直线模组(3)安装在所述工作台(1)上，所述测微单元(4)安装在所述xyz三向直线模组(3)上，所述xyz三向直线模组(3)能够带动所述测微单元(4)沿x轴、y轴和z轴方向移动，直线导轨的滚道面形位精度的检测方法如下：
2.根据权利要求1所述的直线导轨的滚道面形位精度的直接检测方法，其特征在于，所述被测导轨(5)包括右上滚道面(52)、左上滚道面(51)、右侧45°斜面(54)和左侧45°斜面(53)，当所述被测量面为左上滚道面(51)或右上滚道面(52)时，所述测量线为圆弧中线，在步骤s2中，所述测量起始点的查找方法是，调整所述测微单元(4)的测量头，使所述测量头与所述被测量面接触，并沿x轴方向缓慢移动所述测微单元(4)，使所述测量头划过所述被测量面的圆弧曲线，所述测微单元(4)读数的最低点即为圆弧中线上的点，也为测量起始点。
3.根据权利要求2所述的直线导轨的滚道面形位精度的直接检测方法，其特征在于，所述测微单元(4)测量的右上滚道面(52)圆弧中线上各测量点的轮廓值为：ra(1)、ra(2)、ra(3)、……、ra(n)；xyz三向直线模组(3)记录的右上滚道面(52)圆弧中线的坐标值为：(xa,ya(1),za)、(xa,ya(2),za)、(xa,ya(3),za)、……、(xa,y...
【专利技术属性】
技术研发人员：李岩，张伟，隋斌，孙毅龙，
申请(专利权)人：烟台艾迪精密机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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