【技术实现步骤摘要】
本申请涉及直线导轨，尤其涉及一种滚动直线导轨副及其预紧力智能控制方法。
技术介绍
1、导轨副是一种常见的机械传动装置，用于实现物体在直线方向上的运动。其中，直线导轨副作为一种紧要的类型，具有高度精准明确性和牢靠性，直线导轨副的设计原理包括基于滑动和滚动两种方式，其中滚动直线导轨副采用滚珠、滚柱或者滚子等滚动体在导轨上滚动，以降低摩擦力和提高运动精度。
2、相关技术中，通常将滚动直线导轨副应用于高端切削设备，即将高端切削设备的切割部件固定于滚动直线导轨副的滑块，通过滑块带动切割部件移动进行切割。
3、然而，由于滚动直线导轨副中滑块与导轨副之间存在预压力，预压力过大或者过小会影响被加工工件的表面质量和形位公差。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种滚动直线导轨副及其预紧力智能控制方法，以解决相关技术中，由于滚动直线导轨副中滑块与导轨副之间存在预压力，预压力过大或者过小会影响被加工工件的表面质量和形位公差的技术问题。
2、第一方面，本申请实施例提供一种滚动直线导轨副，包括：导轨和滑块机构，滑块机构和导轨滑动连接；
3、滑块机构包括滑块本体和滚珠，滑块本体内设置有相互连通的第一滚珠通道和滚珠凹槽，滚珠凹槽和导轨侧壁之间形成第二滚珠通道，第一滚珠通道和第二滚珠通道形成环形通道，滚珠滚动设置于环形通道内；
4、滑块本体和滚珠设置为不同热膨胀系数的材料件；
5、滑块机构还包括温控组件，滑块本体设置有第一安装腔，第一安装腔
6、滑块机构还包括温度传感器，滑块本体还设置有第二安装腔，温度传感器设置于第二安装腔内，温度传感器用于检测滑块本体的温度；
7、温度传感器和温控组件电连接，温度传感器向温控组件输出一温度信号，温控组件根据温度信号输出的温度值控制滑块机构的温度，以调节滑块机构和导轨之间的预压力。
8、在一种可行的实现方式中，滑块机构还包括力敏电阻传感器，滑块本体内设置有第三安装腔，力敏电阻传感器设置于第三安装腔内；
9、力敏电阻传感器用于检测滑块本体所受拉力，以根据拉力计算滚珠与环形通道接触点的最大预压力。
10、在一种可行的实现方式中，滚珠与环形通道接触点的最大预压力为pmax，其中，pmax的计算公式为：
11、
12、
13、
14、其中，f1为滚珠沿着环形通道接触面的法向所受的力；μ为滑块本体接触区域尺寸系数；v为滚珠接触区域尺寸系数；ρ为环形通道的主曲率；1/m1为滑块本体的泊松比；1/m2为滚珠的泊松比；e1为滑块本体的弹性模量；e2为滚珠的弹性模量。
15、在一种可行的实现方式中，滚珠与环形通道接触点的最大预压力为pmax的计算公式为：
16、
17、其中，f为力敏电阻传感器检测的滑块本体所受拉力；α为滚珠在环形通道内的接触角；z为导轨单侧承载滚珠的数量。
18、在一种可行的实现方式中，温控组件包括加热装置和散热装置，加热装置包括电磁加热螺旋管，散热装置包括液冷管；
19、电磁加热螺旋管穿设于滑块本体内，且沿滑块本体的长度方向设置，电磁加热螺旋管用于产生电磁场，并使得滚珠在电磁场中产生涡流以根据温度信号输出的温度值对滑块机构进行加热；
20、液冷管穿设于电磁加热螺旋管内，且液冷管用于循环冷却液体以根据温度信号输出的温度值给滑块机构降温。
21、在一种可行的实现方式中，滑块本体的热膨胀系数设置为滚珠的热膨胀系数的2～5倍。
22、在一种可行的实现方式中，滑块机构的外侧壁设置有隔热涂层，隔热涂层用于防止滑块机构的外表面和周围介质进行热交换。
23、第二方面，一种滚动直线导轨副的预紧力智能控制方法，包括第一方面任一技术方案的一种滚动直线导轨副，控制方法包括以下步骤：
24、接收温度传感器输出的温度信号；
25、若温度信号的温度值小于第一预设温度值，则输出加热信号以使温控组件对滑块机构进行加热；
26、若温度信号的温度值大于第二预设温度值，则输出降温信号以使温控组件对滑块机构进行降温；其中，第一预设温度值小于第二预设温度值。
27、在一种可行的实现方式中，控制方法还包括以下步骤：
28、接收力敏电阻传感器输出的压力信号，若压力信号的压力值大于警戒压力值，则输出降温信号以使温控组件对滑块机构进行降温，以减小滑块机构和导轨之间的预压力；其中，当温度信号的温度值小于第一预设温度值，且压力信号的压力值大于警戒压力值时，输出降温信号。
29、第一方面，本申请实施例提供了一种滚动直线导轨副，在本申请中通过温控组件的设置，能够采用温控组件对滑块本体和滚珠的温度进行调节，由于滑块本体和滚珠的热膨胀系数不同，在温控组件对滑块机构进行降温或者升温时，滑块本体的膨胀或者收缩体积，与滚珠膨胀或者收缩的体积不同，由于滑块机构和导轨滑动连接，从而会造成滑块机构和导轨之间的预压力发生变化，进而通过温控机构调节滑块机构的温度即可实现对滑块机构和导轨之间的预压力的调节。本申请实施例通过在滑块本体内设置温度传感器，通过温度传感器的设置，能够实时检测滑块机构的温度，并向温控组件反馈滑块机构的温度，以根据温度传感器反馈的滑块机构的温度对滑块机构进行温度控制，从而调节滑块机构和导轨之间的预压力。通过本申请实施例的设置，提供了一种能够通过调节滑块机构的温度，从而对滑块机构和导轨之间的预压力进行调节的滚动直线导轨副。
30、第二方面，本申请实施例提供了一种滚动直线导轨副的预紧力智能控制方法，包括第一方面任一技术方案中的一种滚动直线导轨副，因而具有第一方面任一技术方案中滚动直线导轨副的全部有益效果，在此不再赘述。
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1.一种滚动直线导轨副，其特征在于，包括：导轨(100)和滑块机构(200)，所述滑块机构(200)和所述导轨(100)滑动连接；
2.根据权利要求1所述的一种滚动直线导轨副，其特征在于，所述滑块机构(200)还包括力敏电阻传感器(213)，所述滑块本体(210)内设置有第三安装腔，所述力敏电阻传感器(213)设置于所述第三安装腔内；
3.根据权利要求2所述的一种滚动直线导轨副，其特征在于，所述滚珠(220)与所述环形通道接触点的最大预压力为pmax，其中，pmax的计算公式为：
4.根据权利要求3所述的一种滚动直线导轨副，其特征在于，所述滚珠(220)与所述环形通道接触点的最大预压力为pmax的计算公式为：
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种滚动直线导轨副，其特征在于，所述温控组件包括加热装置和散热装置，所述加热装置包括电磁加热螺旋管(211a)，所述散热装置包括液冷管(211b)；
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种滚动直线导轨副，其特征在于，所述滑块本体(210)的热膨胀系数设置为所述滚珠(220)的热膨胀
7.根据权利要求1所述的一种滚动直线导轨副，其特征在于，所述滑块机构(200)的外侧壁设置有隔热涂层，所述隔热涂层用于防止所述滑块机构(200)的外表面和周围介质进行热交换。
8.一种滚动直线导轨副的预紧力智能控制方法，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的一种滚动直线导轨副，所述控制方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种滚动直线导轨副的预紧力智能控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种滚动直线导轨副，其特征在于，包括：导轨(100)和滑块机构(200)，所述滑块机构(200)和所述导轨(100)滑动连接；
2.根据权利要求1所述的一种滚动直线导轨副，其特征在于，所述滑块机构(200)还包括力敏电阻传感器(213)，所述滑块本体(210)内设置有第三安装腔，所述力敏电阻传感器(213)设置于所述第三安装腔内；
3.根据权利要求2所述的一种滚动直线导轨副，其特征在于，所述滚珠(220)与所述环形通道接触点的最大预压力为pmax，其中，pmax的计算公式为：
4.根据权利要求3所述的一种滚动直线导轨副，其特征在于，所述滚珠(220)与所述环形通道接触点的最大预压力为pmax的计算公式为：
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种滚动直线导轨副，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：原野，刘兆凯，李伟，
申请(专利权)人：山东台稳精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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