本发明专利技术公开了一种滚珠螺母螺旋内滚道综合误差的动态检测方法。首先进行采样准备工作；然后对待测滚珠螺母某转角位置时内滚道法向截形曲线上各点的位置进行采样；接着转动待测螺母180/n度后重复上述过程2n-1次；最后对采样数据进行处理，得到待测螺母的法向截形误差、节径尺寸误差、导程及行程误差等。本发明专利技术还公开了一种自动检测装置，其中，光谱共焦式位移传感器随二维微调测量架可实现待测滚珠螺母轴向平面内的位置调整，同时二维微调测量架由轴向进给传动机构带动，沿导轨实现待测滚珠螺母轴向方向上的精密移动。使用该检测方法及装置，可实现滚珠螺母内滚道综合误差的自动动态检测，有效提高了滚珠螺母内滚道面测量的效率和精度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种测量
的方法及装置，具体是一种滚珠螺母内滚道综合误差的动态检测方法及其装置。
技术介绍
滚珠丝杠副主要由滚珠丝杠、滚珠和滚珠螺母组成，用来把电机的回转运动转化为所需的直线运动。它可以实现非常高的传动和定位精度，被广泛应用于各类精密机床的进给传动系统中，是机械工业使用广泛、要求严格的配套件和基础件。滚珠螺母内滚道综合误差是指螺旋内滚道在加工制造过程中产生的形状和位置上的误差，具体包括法向截形误差、节径尺寸误差、导程及行程误差等。其中，滚道法向截形是指通过钢球中心且垂直于滚道螺旋面的平面和滚道表面交线的形状；节径也称为节圆直径，是指钢球与滚道在理论接触状态时钢球球心包络的圆柱直径；导程是指在同一条螺旋线上，相邻两牙对应点间的轴向距离。由于滚珠螺母内滚道综合误差对滚珠丝杠副的传动精度和传动效率有着直接影响，因此在生产过程中必须对其进行检测。但由于滚珠螺母内滚道为螺旋式空间三维曲面， 滚道内可放置检测传感器的空间非常有限，很难使用常规的检测仪器和工具对其综合误差进行直接检测。目前，我国滚珠丝杠副相关生产厂家对滚珠螺母的检测几乎都靠人工操作，使用落后的千分表，对滚珠螺母内滚道综合误差进行检测。因而存在着劳动强度大、检测精度不高、检测效率低、检测过程易受主观因素影响而导致检测结果的可靠性和稳定度下降等弊端。以至在最后的选配中需要多次拆装，影响选配质量及速度；而且测量时必须离线，测量时间长，不利于发现误差时的即时修正，对生产效率和质量均有一定的影响。因此，有必要开发对滚珠螺母内滚道综合误差进行自动检测的新方法和新设备，这对促进整个滚珠丝杠副行业的技术进步亦具有重大意义。经对现有技术的文献检索发现，中国专利技术专利公布号CN101701798A，名称为滚珠丝杠螺旋滚道综合误差自动检测方法及其装置，该专利介绍了一种基于光幕式位移传感器的滚珠丝杠螺旋滚道误差动态检测方法和装置。但此检测装置针对的对象是滚珠丝杠， 滚珠丝杠的滚道面为外滚道，而滚珠螺母的滚道面为内滚道，结构存在着特殊性外插管式滚珠螺母上有插管孔；内循环式滚珠螺母上有返向器安装槽；滚珠螺母结构尺寸小，内部空间非常有限等。由于对象的结构特点有着明显的不同，使得针对滚珠螺母安置检测传感器的难度和局限性较滚珠丝杠外滚道检测而言要困难的多，无法直接应用光幕式位移传感器，而不得不考虑应用基于其它测量原理的传感器。同时由于存在插管孔或返向器安装槽等结构特点，在滚道误差动态检测及处理方法上也无法直接应用。因此，在滚珠螺母螺旋内滚道综合误差检测方面，还没有具备高检测精度和高检测效率的自动检测方法和装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种滚珠螺母内滚道综合误差动态测量方法及其装置。实现本专利技术目的的技术解决方案为一种滚珠螺母内滚道综合误差动态测量装置，包括测量组件、支撑组件、进给模块，以及数据处理模块；测量组件包括光谱共焦式精密位移传感器和光栅尺；支撑组件包括床身、二维微调测量架和待测螺母装夹卡盘；进给模块主要包括精密导轨、轴向进给传动组件和滚珠螺母旋转驱动组件；数据处理模块即为数据处理所需的计算机处理系统；精密导轨固定在床身上，光栅尺固定在精密导轨上，光栅尺测头7和二维微调测量架固定在轴向进给传动组件的运动平台上，光谱共焦式精密位移传感器的测量头固定安装在二维微调测量架上，随该测量架可实现待测滚珠螺母轴向平面内的位置调整；同时二维微调测量架由轴向进给传动组件带动，沿精密导轨可实现待测滚珠螺母轴向方向上的精密移动；滚珠螺母旋转驱动组件安装在床身上，通过待测螺母装夹卡盘带动待测滚珠螺母旋转。—种滚珠螺母内滚道综合误差动态测量方法，首先进行采样前的准备工作；然后采用光栅尺和光谱共焦式精密位移传感器对待测滚珠螺母螺旋内滚道的法向截形曲线上各点的轴向位置和径向位置进行采样，同时同步采集轴向进给传动组件的角位移信号，得到滚珠螺母内滚道面该转角位置的点列数据；接着转动待测滚珠螺母180/n度后重复上述过程2n-l次；最后对采样数据进行处理，剔除异常点，实现滚珠螺母内滚道轮廓各转角位置的二维重建，求得待测滚珠螺母各圈内滚道的法向截形误差、节径尺寸误差、导程及行程误差；取各误差的最大值即得待测滚珠螺母的实际法向截形误差、节径尺寸误差、导程及行程误差。本专利技术与现有技术相比，其显著优点1、采用本专利技术提出的方法，可对滚珠螺母螺旋内滚道的综合误差进行自动检测，相比现在采用的人工检测方法而言，具有高效率、高稳定性和高可靠性的优点；2、由于所采用高精度光栅尺的定位精度和光谱共焦式精密位移传感器的检测精度都可达到μ m级，该检测方法可实现滚珠螺母螺旋内滚道综合误差的高精度检测；3、本专利技术滚珠螺母螺旋内滚道综合误差自动检测装置结构简单，检测的数据值精确可靠，具有很好的市场前景。附图说明图1为本专利技术滚珠螺母螺旋内滚道综合误差自动检测装置的结构组成及连接组装示意图。图2为本专利技术装置中使用光谱共焦式精密位移传感器测量滚珠螺母时的测量转角推荐及应避免位置的示意图。图3为滚珠螺母螺旋内滚道法向截形误差示意图。图4为滚珠螺母螺旋内滚道节径尺寸和导程误差示意图。具体实施例方式本专利技术采用光栅尺和光谱共焦式精密位移传感器分别对待测滚珠螺母内滚道的法向截形曲线上各点的轴向位置和径向位置进行采样，其中光谱共焦式位移传感器随二维微调测量架可实现待测滚珠螺母轴向平面内的位置调整，同时二维微调测量架由轴向进给传动机构带动，沿导轨实现待测滚珠螺母轴向方向上的精密移动。通过对采用数据进行处理可最终测得滚珠螺母内滚道的法向截形误差、节径尺寸误差、导程及行程误差，从而实现滚珠螺母内滚道综合误差的动态检测，且测量效率和精度高。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。结合图1，本专利技术滚珠螺母螺旋内滚道综合误差自动检测装置，包括测量组件、支撑组件、进给模块，以及数据处理模块；测量组件包括光谱共焦式精密位移传感器4和光栅尺6 ；支撑组件包括床身1、二维微调测量架3和待测螺母装夹卡盘9 ；进给模块主要包括精密导轨2、轴向进给传动组件5和滚珠螺母旋转驱动组件10 ；数据处理模块即为数据处理所需的计算机处理系统14 ；精密导轨2和待测螺母装夹卡盘9固定在床身1上，光栅尺6固定在精密导轨2上，光栅尺测头7和二维微调测量架3固定在轴向进给传动组件5的运动平台上，光谱共焦式精密位移传感器4的测量头固定安装在二维微调测量架3上，随该测量架可实现待测滚珠螺母轴向平面内的位置调整；同时二维微调测量架3由轴向进给传动组件5带动，沿精密导轨2可实现待测滚珠螺母轴向方向上的精密移动；滚珠螺母旋转驱动组件10安装在床身1上，通过待测螺母装夹卡盘9带动待测滚珠螺母旋转。本专利技术滚珠螺母螺旋内滚道综合误差自动检测方法，包括如下步骤首先进行采样前的准备工作；采样前的准备工作是调节二维移动平台即轴向进给传动组件5的运动平台和二维微调测量架3，使得光谱共焦式精密位移传感器4位于滚珠螺母内，光谱共焦式精密位移传感器4的测头正对待测滚珠螺母的内滚道面，且测头与滚道面之间的距离调整至传感器4可测范围内，并转动待测滚珠螺母至初始待测转角位置。然后采用光栅尺6和光谱共焦式精密位移传感器4对待测滚珠螺母螺旋内滚道的法向截形曲线上各点的轴向位置和径向位置进行采样，同时同步采本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种滚珠螺母螺旋内滚道综合误差自动检测装置，其特征在于：包括测量组件、支撑组件、进给模块，以及数据处理模块；测量组件包括光谱共焦式精密位移传感器［４］和光栅尺［６］；支撑组件包括床身［１］、二维微调测量架［３］和待测螺母装夹卡盘［９］；进给模块主要包括精密导轨［２］、轴向进给传动组件［５］和滚珠螺母旋转驱动组件［１０］；数据处理模块即为数据处理所需的计算机处理系统［１４］；精密导轨［２］和待测螺母装夹卡盘［９］固定在床身［１］上，光栅尺［６］固定在精密导轨［２］上，光栅尺测头［７］和二维微调测量架［３］固定在轴向进给传动组件［５］的运动平台上，光谱共焦式精密位移传感器［４］的测量头固定安装在二维微调测量架［３］上，随该测量架可实现待测滚珠螺母轴向平面内的位置调整；同时二维微调测量架［３］由轴向进给传动组件［５］带动，沿精密导轨［２］可实现待测滚珠螺母轴向方向上的精密移动；滚珠螺母旋转驱动组件［１０］安装在床身［１］上，通过待测螺母装夹卡盘［９］带动待测滚珠螺母旋转。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王禹林，冯虎田，张合，陶卫军，李春梅，韩军，陶丽佳，欧屹，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：84
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