專利名稱：光柵式滾珠絲杠行程動態(tài)檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及長度計量儀器，特別是一種光柵式滾珠絲杠 行程動態(tài)檢測儀。
技術(shù)背景l.目前國內(nèi)生產(chǎn)絲杠檢測儀的廠家極少，價格昂貴。進口儀器 的價格更是高不可攀。2.目前市場上也可見到激光式的絲杠檢測儀，但由于 激光對檢測環(huán)境的要求較苛刻，且價格昂貴，因此只有在精度要求極高的情 況下才選用。3.—些廠家用萬工顯等通用儀器來進行靜態(tài)測量，測量點數(shù)據(jù) 少，誤差值代表性差，不可靠，測量過程操作困難。且不能測量大工件。4. 由于市場上可供選擇的絲杠檢測儀規(guī)格品種、品牌極少，價格昂貴，導(dǎo)致很 多絲杠生產(chǎn)廠家采用自制檢具來測量，測量結(jié)果無權(quán)威性。5.目前絲杠動態(tài) 檢測儀的一項技術(shù)缺陷是其高頻振動誤差難以控制及數(shù)據(jù)處理困難。6.絲杠 變形調(diào)整方法存在問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種光柵式滾珠絲杠行程動態(tài) 檢測儀，該檢測儀使用方便、操作簡單，測量范圍大、由計算機控制的動態(tài) 測量及可進行大量的測量數(shù)據(jù)處理，實時顯示測量過程數(shù)據(jù)、測量精度高、 測量效率高、結(jié)構(gòu)通用性極高而系列產(chǎn)品生產(chǎn)成本低的高精度的光柵式滾珠 絲杠動態(tài)檢測儀。
本實用新型的構(gòu)成由底座、頭架、撥盤、浮動支承、工作臺滑架、尾 架、光柵頭、柔性隨動測量架、金屬光柵尺、電控箱、計算機和打印機組成， 在底座1上安裝頭架2、尾架7、工作臺滑架6和浮動支承5，貼附在底座光柵尺座上的金屬光柵尺10，在工作臺滑架6上安裝柔性隨動測量架9，光柵 頭8連接在柔性隨動測量架9的柔性隨動系統(tǒng)上，在頭架2內(nèi)裝有精密圓光 柵和伺服電機，在頭架的前面安裝撥盤3，另有電控箱ll、計算機12和打 印機13，整個系統(tǒng)由計算機測量軟件控制，通過計算機處理并顯示測得數(shù)據(jù) 與打印測量結(jié)果。
與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實用新型具有以下優(yōu)點
1. 在此技術(shù)下，可設(shè)計成二米、三米、五米、八米、十米等各種規(guī)格 尺寸的光柵式滾珠絲杠行程動態(tài)檢測儀。本實用新型的技術(shù)方案的通用性很 高，其頭架、尾架、工作臺及測量架、底座結(jié)構(gòu)、浮動支承等各組件具有很 高的通用性。所以該實用新型技術(shù)下的儀器系列產(chǎn)品的生產(chǎn)成本可以大幅度 的降低，進而降低銷售價格，具有極大的市場競爭力。
2. 本實用新型的測量優(yōu)點是①首先是一種動態(tài)測量，可以連續(xù)測量大 量的數(shù)據(jù)并通過計算機進行實時處理。檢測后計算機可打印原始數(shù)據(jù)曲線或 處理后的檢測項目數(shù)據(jù)，也可進行數(shù)據(jù)庫管理，進行自動計算與精度評定， 可以使?jié)L珠絲杠的檢測效率得到較大提高。②與靜態(tài)測量相比，動態(tài)測量具 有采用點數(shù)多測量可靠、測量速度快的優(yōu)點，可以大幅度減輕工作強度。
3. 本實用新型屬于動態(tài)自動測量，計算機數(shù)據(jù)自動處理，使用十分方便， 完全避免了靜態(tài)測量中的人為錯誤。
4. 本實用新型中，光柵式的最大優(yōu)點就是偏離20。C時，鋼帶光柵尺和被 檢絲杠(也是鋼材料)同步伸縮，而鋼帶光柵尺的對應(yīng)計數(shù)值卻是不變的， 所以理論上偏離2(TC不帶來誤差影響，所以光柵式絲杠儀也可以檢測高精度 的絲杠。
5. 軟件其他優(yōu)點① WIND0WS界面，用戶操作直觀、方便。
② 可在動態(tài)測量過程中直接觀察誤差曲線過程和在界面窗口上觀察測 量值的動態(tài)數(shù)據(jù)記錄過程，并在測量結(jié)束后重新調(diào)出數(shù)據(jù)逐點檢査。
③ 測量結(jié)束后即可在電腦上進行誤差處理并打印出測量結(jié)果。
④ 可進行誤差補償操作。

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的左視圖，圖3 是控制箱結(jié)構(gòu)圖，圖4是本實用新型測量原理示意圖。
圖中l(wèi).底座，2.頭架，3.撥盤，4.被測件，5.浮動支承，6.工作臺滑架， 7.尾架，8.光柵頭，9.柔性隨動測量架，IO.金屬光柵尺，ll.電控箱，12.計算 機，13.打印機，14.軸向位移信號，15.計數(shù)卡，16.角位移信號，17.角度，18. 長度基準(zhǔn)，19.測頭。
具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示頭架2安裝在設(shè)有導(dǎo)軌的底 座1上，尾架7可在底座1上移動，頭尾架間頂緊被測件4。金屬光柵尺10 貼附在底座上的光柵尺座上，光柵頭8連接在測量架9的柔性隨動系統(tǒng)上， 被測量頭帶動和工作臺滑架6同步移動。柔性隨動測量架9固定在工作臺滑 架6上，該測量架設(shè)計為一個柔性隨動系統(tǒng)，可有效消除動態(tài)測量中的多種 原因產(chǎn)生的微量振動引起的誤差。給出轉(zhuǎn)動角位移量的精密圓光柵固定于撥 盤3后部的頭架內(nèi)，由頭架中的伺服電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動，通過撥盤3帶動被測件 4旋轉(zhuǎn)。在柔性隨動測量架9上的測頭分為帶動頭、測量頭各一個，帶動頭 是固定在柔性隨動測量架9上的，固定后可視為與測量架剛性連接，帶動頭 置于滾珠絲杠的滾道內(nèi)，絲杠旋轉(zhuǎn)時推動帶動頭沿絲杠軸線運動進而推動工 作臺滑架6運動。
對細(xì)長絲杠，由于重力變形必須采用支承結(jié)構(gòu)。本實用新型的浮動支承5的一大優(yōu)點是在上升頂緊時對絲杠軸線無側(cè)向推力，有效避免了在頂緊調(diào)
節(jié)絲杠軸線時又帶來了水平橫向變形，同時具有浮動式自動定心結(jié)構(gòu)功能。 電控箱11是件獨立的直接放置在地上的箱體。電控箱內(nèi)主要有供電電 路、頭架伺服電機的受控執(zhí)行與驅(qū)動電路、圓光柵信號采集處理電路、單片
機控制及與主計算機12的通訊電路。
本實用新型測量原理說明本實用新型的測量系統(tǒng)采用"同步位移比較 法"進行。其測量原理由圖4所示計數(shù)卡15以一定的采樣間隔同步采集
角位移信號16以及測頭軸向位移信號14，通過計數(shù)卡15本身所具有的信號
處理系統(tǒng)將兩路信號進行高倍電子細(xì)分后傳送給計算機系統(tǒng)，再由相應(yīng)的軟
件將信號轉(zhuǎn)換為位移量，通過計算機12實時處理計算出絲杠誤差值。兩路 信號在計算機處理之間未發(fā)生任何聯(lián)系，通過計算機處理使它們成為絲杠4 運動的角度17基準(zhǔn)量(認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)值，由此計算出行程標(biāo)準(zhǔn)值)和軸向位 移量，并通過比較計算得出誤差值。
本實用新型的整機系統(tǒng)驅(qū)動、控制及數(shù)據(jù)采集、處理、輸出過程的一般 說明-
測量時在計算機控制界面上輸入用戶參數(shù)，包括滾珠絲杠參數(shù)、采集參 數(shù)、主軸轉(zhuǎn)速及方向、采樣周期等，啟動測量。
控制電機驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動，使絲杠按給定速度轉(zhuǎn)動。
數(shù)據(jù)采集包括長光柵、圓光柵；進行實時的誤差計算與誤差補償。計算 出行程誤差，在電腦上顯示誤差數(shù)據(jù)及誤差曲線，也可通過打印機將其打出。 測量結(jié)束后將所測數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)文件。
權(quán)利要求1.一種光柵式滾珠絲杠行程動態(tài)檢測儀，由底座、頭架、撥盤、浮動支承、工作臺滑架、尾架、光柵頭、柔性隨動測量架、金屬光柵尺、電控箱、計算機和打印機組成，其特征在于在底座(1)上安裝頭架(2)、尾架(7)、工作臺滑架(6)和浮動支承(5)，貼附在底座光柵尺座上的金屬光柵尺(10)，在工作臺滑架(6)上安裝柔性隨動測量架(9)，光柵頭(8)連接在柔性隨動測量架(9)的柔性隨動系統(tǒng)上，在頭架(2)內(nèi)裝有精密圓光柵和伺服電機，在頭架的前面安裝撥盤(3)，另有電控箱(11)、計算機(12)和打印機(13)，整個系統(tǒng)由計算機測量軟件控制，通過計算機處理并顯示測得數(shù)據(jù)與打印測量結(jié)果。
專利摘要一種光柵式滾珠絲杠行程動態(tài)檢測儀，屬于長度計量儀器，在底座(1)上安裝頭架(2)、可移動的尾架(7)、工作臺滑架(6)、具有自動調(diào)心功能的浮動支承(5)，貼附在底座光柵尺座上的金屬光柵尺(10)，在工作臺滑架(6)上安裝柔性隨動測量架(9)，光柵頭(8)連接在柔性隨動測量架(9)的柔性隨動系統(tǒng)上，在頭架(2)內(nèi)裝有精密圓光柵和伺服電機，在頭架的前面安裝撥盤(3)，另有電控箱(11)、計算機(12)和打印機(13)，整個系統(tǒng)由計算機測量軟件控制，可以連續(xù)測量大量數(shù)據(jù)并通過計算機進行實時處理，計算機顯示測得數(shù)據(jù)與打印測量結(jié)果，適用于長度計量。
文檔編號G01B11/02GK201434668SQ20092012535
公開日2010年3月31日 申請日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者胡列科 申請人:貴陽新天光電科技有限公司