CN106840730A - 一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台 - Google Patents
一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106840730A CN106840730A CN201710173861.3A CN201710173861A CN106840730A CN 106840730 A CN106840730 A CN 106840730A CN 201710173861 A CN201710173861 A CN 201710173861A CN 106840730 A CN106840730 A CN 106840730A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lathe bed
- screw
- test platform
- workbench
- ball
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 1
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000011981 development test Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Machine Tool Units (AREA)
Abstract
本发明公开了一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台,包括床身、工作台、伺服电机、负载装置、光栅尺和丝杠挠度测试装置,床身上表面两侧平行的安装有带有滑块的滚动直线导轨副,所述滑块与所述工作台相连,床身上表面中部安装有由固定端和轴承端组成的滚珠丝杠螺母副,通过所述固定端和轴承端连接有滚珠丝杠,伺服电机安装于滚珠丝杠螺母副的固定端用于驱动滚珠丝杠旋转,滚珠丝杠螺母副还配置有所述丝杠挠度测试装置,用于实时测量滚珠丝杠在水平和垂直方向的挠度,负载装置安装在床身的尾端用于放置外部负载;光栅尺设置有两处,分别设置在床身左侧面的顶部和上表面的左侧。该试验平台可进行多因素单变量试验、单因素机理探索。
Description
技术领域
本发明涉及机床误差测试领域,具体的说,是涉及一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台。
背景技术
随着现代机床业的发展日益向着自动化、高速化、精密化等方向发展,产品对机床的精度要求越来越高,机床重复定位误差也越来越被人们重视,提高机床综合准确度是提高机床的整体性能的关键。重复定位误差体现了机床定位的稳定性和一致性,是评价机床性能的重要指标之一,目前国际标准用运动偏差的标准差的扩展不确定度来表述重复定位误差:
目前关系重复误差影响因素和产生机理相关的研究尚属空白,对影响重复误差的因素系尚不清楚,重复定位误差产生的机理尚不明白,缺乏有效的抑制重复定位误差技术,所以需要一台专用重复定位误差机理研究试验平台。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足,提供一种可以进行多因素单变量试验、单因素机理探索的单轴重复定位误差机理的试验平台。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台,包括床身、工作台、伺服电机、负载装置、光栅尺和丝杠挠度测试装置,所述床身上表面两侧平行的安装有带有滑块的滚动直线导轨副,所述滑块与所述工作台相连,床身上表面中部安装有由固定端和轴承端组成的滚珠丝杠螺母副,通过所述固定端和轴承端连接有滚珠丝杠,所述伺服电机安装于所述滚珠丝杠螺母副的固定端用于驱动滚珠丝杠旋转,所述滚珠丝杠螺母副还配置有所述丝杠挠度测试装置,用于实时测量滚珠丝杠在水平和垂直方向的挠度,所述负载装置安装在床身的尾端用于放置外部负载;所述光栅尺设置有两处,分别设置在床身左侧面的顶部和上表面的左侧。
所述工作台的两侧设置有与滑块连接的连接孔,用于调整工作台的支撑距离。
所述滚珠丝杠螺母副的轴承端的端盖和轴承之间设置有调整垫片,通过调整所述垫片的厚度实现滚珠丝杠即支撑轴刚度的调整。
所述床身的长宽高分别为2245mm、800mm、700mm,床身的内部设置有井字型筋板,床身前后两端的筋板上设有圆形或方形的开孔用于提升刚度。
所述工作台内部设有米字型筋板,以提升高度;工作台的上表面还设置有用于固定工件的T型槽。
所述负载装置由底座、滑轮座和滑轮构成。
所述光栅尺的分辨率为0.1μm,精度为3μm。
所述光栅尺的工作行程为1000mm,最大进给速度为40m/min。
与现有技术相比,本发明的技术方案所带来的有益效果是:
本发明试验平台由床身、滚动直线导轨副、工作台、滚珠丝杠螺母副、光栅尺等组成,工作台由一条滚珠丝杠驱动且支撑距离可调;滚珠丝杠轴承端支撑刚度具有可调功能;具有两处光栅安装位置,具有光栅安装位置可调功能,且两处安装位置在运动轴线的同一侧;具有丝杠挠度测试装置,可实时测试滚珠丝杠挠度;具有施加沿运动轴线方向的外部载荷功能。因此该试验平台能够满足工作台支撑距离对重复定位误差的影响、滚珠丝杠作为支撑轴承其刚度对重复定位误差的影响、光栅尺安装位置对重复定位误差的影响、外部负载对重复定位误差的影响、丝杠挠度变化与重复定位误差的变化规律、工作台应变与重复定位误差的变化规律、滑块应变/应力与重复定位误差的变化规律、关键点温度与重复定位误差的变化规律等试验需求。
附图说明
图1是本发明的三维结构示意图。
图2是工作台的三维结构示意图。
图3是丝杠挠度测试装置的连接状态结构示意图。
图4是滚珠丝杠螺母副的轴承端的结构示意图。
图5是负载装置的结构示意图。
附图标记:1-床身,2-工作台,3-滚动直线导轨副,4-滚珠丝杠,5-丝杠挠度测试装置,6-伺服电机,7-负载装置,8-光栅尺,9-T型槽,10-连接孔,11-轴承,12-端盖,13-调整垫片,14-底座,15-滑轮座,16-滑轮
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述:
如图1所示,一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台,包括床身1、工作台2、伺服电机6、负载装置7、光栅尺8和丝杠挠度测试装置5,床身1底面固定在地面上,两条滚动直线导轨副3平行安装在床身1上表面的两侧,滚珠丝杠螺母副安装在床身1上表面的中间,工作台2的两侧通过紧固螺钉与滚动直线导轨副3的滑块连接,工作台2中间通过丝杠螺母与滚珠丝杠4连接,伺服电机6安装在滚珠丝杠螺母副的前端(固定端),用于驱动滚珠丝杠4旋转,滚珠丝杠螺母副配置有丝杠挠度测试装置5,用于实时测量滚珠丝杠的在水平和垂直方向的挠度,在床身1的尾端设置有外部负载装置7,用于放置外部负载;本实施例中两处光栅尺8安装位置分别在床身1左侧侧面和上表面左侧。工作台2两侧设置了两组与滑块连接的连接孔10,可实现工作台2距离可调,本实施例中连接孔10为螺钉孔。
本实施例中床身1的外形尺寸为2245mm(长)×800mm(宽)×700mm(高),内部采用井字形筋板,并在筋板上开圆形孔,具有较好的刚度,滚动直线导轨副安装基面设置在床身两侧沿长度方向筋板的正上方,以保证导轨安装后的变形最小;预留两处光栅尺8安装位置,且在运动轴线的同一侧,分别在床身左侧侧面和上表面左侧;床身底部有地脚螺钉固定孔。
本实施例中滚动直线导轨副选用THK型号:SHS45LC2SSC1+2100LP-11,每条导轨上有两个支撑滑块,具体参数为:
本实施例中滚珠丝杠螺母副选用THK型号:SBN4016-5RRG0+1930LC2,具体参数为:
如图2所示,本实施例中工作台2内部采用米字型筋板,以保证工作台具有较好的刚度,表面设计有T型槽9,以方便固定工件;工作台2通过螺钉与滚动直线导轨副3的滑块连接,每条导轨副上有两个支撑滑块,每个支撑滑块通过四个螺钉连接工作台2,在工作台2上预留了两组与导轨滑块连接的螺纹孔,实现工作台支撑距离可调整。
如图3所示,滚珠丝杠弯曲挠度测试装置在卡盘位置处布置四个力传感器,滚珠丝杠在运动过程中四个力传感器会测得两丝杠螺母之间的作用力,将信号传递到采集器中,采集器读出传感器示数。力传感器可选用interface WMC 1000LBF(4450N)。其检测精度为0.05%。当滚珠丝杠发生弯曲变形时四个力传感器的示数会发生变化,根据传感器的示数变化值来计算丝杠弯曲挠度。
如图4所示,滚珠丝杠螺母副的轴承端的端盖12和轴承11之间设置有调整垫片13,不同的调整垫片13厚度产生不同的轴承压缩量,进而产生不同的轴承刚度,该试验台设计了一组(5个)不同厚度的调整垫片13,可以通过改变图中调整垫片13的厚度,实现支撑轴承刚度的调整。
如图5所示负载装置由底座14、滑轮座15和滑轮16构成,其中底座14通过螺钉固定在床身1尾端,滑轮座15安装在底座14上,滑轮16通过销钉固定在滑轮座15上,滑轮16顶端切向方向与工作运动轴线方向一致,其工作原理为在工作台的尾端引出一条钢丝线,钢丝线的另一端绕过滑轮连接配重物块,工作台往复直线运动时,带动配重物块上下运动,实现外部加载。
另,本实施例中光栅尺8选用海德汉绝对式光栅尺,型号:LC195F-ML1240(±3μm)线缆10m,分辨率0.1um,精度3um;伺服电机6的转矩为22Nm,电机最大转速3000r/min,功率4KW。
通过本发明试验平台可实现:工作台支撑距离对重复定位误差的影响、丝杠支撑轴承刚度对重复定位误差的影响、光栅尺安装位置对重复定位误差的影响、光栅尺安装精度对重复定位精度的影响、外部负载对重复定位误差的影响、丝杠挠度变化与重复定位误差的变化规律、工作台应变与重复定位误差的变化规律、滑块应变/应力与重复定位误差的变化规律、关键点温度与重复定位误差的变化规律、进给速度对重复定位精度的影响、导轨基面直线度/垂直度对重复定位精度的影响等试验需求。
本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换,这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台,其特征在于,包括床身、工作台、伺服电机、负载装置、光栅尺和丝杠挠度测试装置,所述床身上表面两侧平行的安装有带有滑块的滚动直线导轨副,所述滑块与所述工作台相连,床身上表面中部安装有由固定端和轴承端组成的滚珠丝杠螺母副,通过所述固定端和轴承端连接有滚珠丝杠,所述伺服电机安装于所述滚珠丝杠螺母副的固定端用于驱动滚珠丝杠旋转,所述滚珠丝杠螺母副还配置有所述丝杠挠度测试装置,用于实时测量滚珠丝杠在水平和垂直方向的挠度,所述负载装置安装在床身的尾端用于放置外部负载;所述光栅尺设置有两处,分别设置在床身左侧面的顶部和上表面的左侧。
2.根据权利要求1所述一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台,其特征在于,所述工作台的两侧设置有与滑块连接的连接孔,用于调整工作台的支撑距离。
3.根据权利要求1所述一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台,其特征在于,所述滚珠丝杠螺母副的轴承端的端盖和轴承之间设置有调整垫片,通过调整所述垫片的厚度实现支撑刚度的调整。
4.根据权利要求1所述一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台,其特征在于,所述床身的长宽高分别为2245mm、800mm、700mm,床身的内部设置有井字型筋板,床身前后两端的筋板上设有圆形或方形的开孔用于提升刚度。
5.根据权利要求1所述一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台,其特征在于,所述工作台内部设有米字型筋板,以提升高度;工作台的上表面还设置有用于固定工件的T型槽。
6.根据权利要求1所述一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台,其特征在于,所述负载装置由底座、滑轮座和滑轮构成。
7.根据权利要求1所述一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台,其特征在于,所述光栅尺的分辨率为0.1μm,精度为3μm。
8.根据权利要求1或7所述一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台,其特征在于,所述光栅尺的工作行程为1000mm,最大进给速度为40m/min。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710173861.3A CN106840730A (zh) | 2017-03-22 | 2017-03-22 | 一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710173861.3A CN106840730A (zh) | 2017-03-22 | 2017-03-22 | 一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106840730A true CN106840730A (zh) | 2017-06-13 |
Family
ID=59130046
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710173861.3A Pending CN106840730A (zh) | 2017-03-22 | 2017-03-22 | 一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106840730A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110686585A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-14 | 天津大学 | 一种抑制精密机床直线轴重复定位误差的装配方法 |
CN114624013A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-06-14 | 清华大学 | 用于滚动直线导轨副的预紧力调节及拖动力测试装置 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN200975945Y (zh) * | 2006-12-01 | 2007-11-14 | 山东济宁博特精密丝杠有限公司 | 高速精密滚珠丝杠副综合性能测试仪 |
CN102175450A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-09-07 | 大连高金数控集团有限公司 | 一种检测高速精密滚珠丝杠副综合性能的装置 |
CN104122087A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-10-29 | 上海理工大学 | 直线电机驱动的滚珠丝杠性能实验台 |
CN104266837A (zh) * | 2014-10-08 | 2015-01-07 | 上海理工大学 | 基于电机伺服加载的滚珠丝杠性能测试试验台 |
CN103389205B (zh) * | 2013-07-17 | 2016-01-13 | 西安交通大学 | 一种检测滚珠丝杠副加载状态下综合性能的装置 |
CN105372061A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-03-02 | 东南大学 | 一种滚珠丝杠副轴向加载装置 |
KR101684656B1 (ko) * | 2015-11-20 | 2016-12-09 | (주)한국항공기술 | 군용기용 랜딩기어의 볼스크류 검사장치 |
CN206601246U (zh) * | 2017-03-22 | 2017-10-31 | 天津大学 | 一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台 |
-
2017
- 2017-03-22 CN CN201710173861.3A patent/CN106840730A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN200975945Y (zh) * | 2006-12-01 | 2007-11-14 | 山东济宁博特精密丝杠有限公司 | 高速精密滚珠丝杠副综合性能测试仪 |
CN102175450A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-09-07 | 大连高金数控集团有限公司 | 一种检测高速精密滚珠丝杠副综合性能的装置 |
CN103389205B (zh) * | 2013-07-17 | 2016-01-13 | 西安交通大学 | 一种检测滚珠丝杠副加载状态下综合性能的装置 |
CN104122087A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-10-29 | 上海理工大学 | 直线电机驱动的滚珠丝杠性能实验台 |
CN104266837A (zh) * | 2014-10-08 | 2015-01-07 | 上海理工大学 | 基于电机伺服加载的滚珠丝杠性能测试试验台 |
CN105372061A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-03-02 | 东南大学 | 一种滚珠丝杠副轴向加载装置 |
KR101684656B1 (ko) * | 2015-11-20 | 2016-12-09 | (주)한국항공기술 | 군용기용 랜딩기어의 볼스크류 검사장치 |
CN206601246U (zh) * | 2017-03-22 | 2017-10-31 | 天津大学 | 一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110686585A (zh) * | 2019-09-12 | 2020-01-14 | 天津大学 | 一种抑制精密机床直线轴重复定位误差的装配方法 |
CN114624013A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-06-14 | 清华大学 | 用于滚动直线导轨副的预紧力调节及拖动力测试装置 |
CN114624013B (zh) * | 2022-03-17 | 2023-03-10 | 清华大学 | 用于滚动直线导轨副的预紧力调节及拖动力测试装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103389205B (zh) | 一种检测滚珠丝杠副加载状态下综合性能的装置 | |
CN103575463B (zh) | 独立加卸砝码静重式扭矩测量装置 | |
CN104165765B (zh) | 直线进给单元加速性能退化试验方法 | |
CN103543010A (zh) | 一种高速丝杠及丝杠副综合检查试验台 | |
CN104198204B (zh) | 模拟实际工况的直线进给单元综合性能退化试验台 | |
CN103234474A (zh) | 一种汽车铝合金轮毂毛坯在线变形测量方法及测量装置 | |
CN112762832B (zh) | 一种带有辅助测量装置的驱动机构机械调零装置及方法 | |
CN105890496A (zh) | 一种车轮中心孔检测装置 | |
CN102706315A (zh) | 平台台面的平面度测量装置及测量方法 | |
CN112629439B (zh) | 一种固定龙门式正交双激光测头测量方法 | |
CN109682751A (zh) | 多功能材料表面性能试验仪及其控制*** | |
CN206601246U (zh) | 一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台 | |
CN113970299A (zh) | 一种高精度竖直测量细长件外形轮廓的装置 | |
CN202886083U (zh) | 高速锭子动态虚拟振动测试分析*** | |
CN106840730A (zh) | 一种研究单轴重复定位误差机理的试验平台 | |
CN108608219A (zh) | 一种具有自补偿功能的移动式龙门框架 | |
CN205718930U (zh) | S形试件几何质量综合检测平台 | |
CN214250916U (zh) | 一种以中心孔为轴线基准的轴类零件测量装置 | |
CN103776711A (zh) | 导轨磨损精度试验台 | |
CN108534970B (zh) | 高精度直线导轨副静刚度综合测量装置及方法 | |
CN110539185A (zh) | 一种长轴装夹自动调平装置及调平方法 | |
CN113865540A (zh) | 轮毂轴承单元负游隙检测设备及方法 | |
CN117704935A (zh) | 对置数控落地铣镗床对置精度的检验方法 | |
CN210135858U (zh) | 一种基于激光干涉的大量程长度测量量具综合检校装置 | |
CN103542818A (zh) | 一种壁板类零件检测装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170613 |