CN102809350B - 滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置以及测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置以及测定方法。滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置（S1）具备：将被测定滚珠丝杠轴（W）固定成无法旋转的固定支承台（1）；与被测定滚珠丝杠轴的螺纹槽抵接的滚珠触头（5）；使滚珠触头沿着与被测定滚珠丝杠轴的轴心（Lz）正交的方向往复移动，并且以规定的压入力使滚珠触头与螺纹槽抵接的滚珠触头滑动机构（4）；使滚珠触头滑动机构与轴心平行地水平往复移动的位置检测滑动机构（3）；使位置检测滑动机构在被测定滚珠丝杠轴的螺纹部之间往复移动的定位往复滑动机构；以及检测滚珠触头在轴心方向的位置的导程位置测定机构（6）。

Description

滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置以及测定方法

技术领域

本发明涉及测定滚珠丝杠轴的累积导程误差的装置以及使用该装置的测定方法。

背景技术

根据以往，作为测定滚珠丝杠轴的导程误差的装置，众所周知有例如专利文献1所示的测定装置。在该测定装置中，将与被测定滚珠丝杠轴所使用的滚珠相同的大小的球体粘合于滚珠触头前端，并将两个该滚珠触头以被测定滚珠丝杠轴的轴为中心而在错开180度相位的位置夹入于被测定滚珠丝杠轴的螺纹槽。而且，向朝向丝杠轴的径向的方向施加测定压力，并在与螺纹槽的两侧齿面接触的状态下，一边使被测定滚珠丝杠轴旋转一边利用激光干涉测长器来测定滚珠触头的移动距离，利用被测定滚珠丝杠轴的螺纹的理论上的旋转移动距离与该测定移动距离之间的累积移动误差来测定被测定滚珠丝杠轴的导程误差。

另一方面，专利文献2所述有一种螺纹槽检测装置，该螺纹槽检测装置通过直接检测螺纹槽的中心位置，能够以更高精度且在短时间内测定螺纹槽的中心位置。在专利文献2的螺纹槽检测装置中，如图1所示将滚珠触头以与被测定丝杠轴交叉的方式推压于被测定丝杠轴，使用径侧位置检测机构来检测滚珠触头进入到螺纹槽的情况，使用导程侧位置检测机构来检测滚珠触头中的导程方向的位置，并检测螺纹槽的位置。

专利文献1：日本特开昭56－26203号公报

专利文献2：日本特开2010－36332号公报

但是，根据专利文献1的测定装置，虽然能够把握在三维方向上的丝杠导程误差，但由于需要旋转被测定滚珠丝杠轴而进行测定，例如被测定滚珠丝杠轴由于构成大型的工作机械而形成为1m以上的长条的进给丝杠的情况，因此在旋转轴之间因产生自重弯曲而产生旋转中心振摆。当旋转中心振摆时因滚珠触头形成不稳定的接触而导致振动，从而难以进行在导程误差的管理最小单位亦即1μm以下的精度测定，需要使滚珠丝杠轴缓慢地旋转而进行测定，而导致一次测定需要十多分钟。

另外，专利文献2的测定装置也需要旋转被测定丝杠轴而进行测定，在检测导程侧的位置之前，首先需要使被测定丝杠轴沿导程方向进行往复运动并使滚珠触头进入到螺纹槽，由于因将被测定丝杠轴正反旋转而导致的松动的影响会产生测定误差。

另外，滚珠触头的支承机构在被测定丝杠轴的轴心方向以及与上述轴心方向垂直的方向移动自如且旋转自如，虽然使用线性引引导轴承等，但进行滑动的轴承会产生几μm等级的间隙，在无约束力的自由状态下使用的情况中难以避免产生数十μm的松动（バツクラツシユ），自动测定时，在测定的再现性上偏差较大，在数据的可靠性上存在课题。

发明内容

本发明是鉴于上述课题点而完成的，其目的在于提供一种能够在短时间内进行再现性高的高精度的测定、并且生产性优异的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置以及测定方法。

为了实现上述目的，本发明中的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置通过检测被测定滚珠丝杠轴的轴心方向上的螺纹槽的位置来测定累积导程误差，上述滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置的特征在于具备：固定支承台，该固定支承台将上述被测定滚珠丝杠轴固定成无法旋转；滚珠触头，该滚珠触头具备与被上述固定支承台固定的上述被测定滚珠丝杠轴的螺纹槽抵接的球体；滚珠触头滑动机构，该滚珠触头滑动机构使上述滚珠触头沿着与上述被测定滚珠丝杠轴的轴心正交的方向往复移动，并且以规定的压入力将上述滚珠触头与上述螺纹槽抵接；位置检测滑动机构，该位置检测滑动机构载置上述滚珠触头滑动机构，并使该滚珠触头滑动机构与上述轴心平行地进行水平往复移动；定位往复滑动机构，该定位往复滑动机构载置上述位置检测滑动机构，并使上述位置检测滑动机构在上述被测定滚珠丝杠轴的螺纹部之间往复移动；以及导程位置测定机构，该导程位置测定机构检测上述滚珠触头在上述轴心方向上的位置。

另外，为了实现上述目的，本发明中的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定方法使用滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置测定上述被测定滚珠丝杠轴的累积导程误差，其特征在于，该滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置具备：固定支承台，该固定支承台将被测定滚珠丝杠轴静置并固定成无法旋转；滚珠触头，该滚珠触头具备与被上述固定支承台固定的上述被测定滚珠丝杠轴的螺纹槽抵接的球体；滚珠触头滑动机构，该滚珠触头滑动机构使上述滚珠触头沿着与上述被测定滚珠丝杠轴的轴心正交的方向往复移动，并且以规定的压入力使上述滚珠触头与上述螺纹槽抵接；位置检测滑动机构，该位置检测滑动机构载置上述滚珠触头滑动机构，并使该滚珠触头滑动机构与上述轴心平行地进行水平往复移动；定位往复滑动机构，该定位往复滑动机构载置上述位置检测滑动机构，并使上述位置检测滑动机构在上述被测定滚珠丝杠轴的螺纹部之间往复移动；以及导程位置测定机构，该导程位置测定机构检测上述滚珠触头在上述被测定滚珠丝杠轴的轴心方向上的位置；上述滚珠丝杠轴的累积导程误差测定方法包括：固定支承工序，在该固定支承工序中，在上述固定支承台向使上述滚珠触头沿与上述轴心正交的方向往复移动时的上述球体的中心与上述轴心正交的位置固定上述被测定滚珠丝杠轴；滚珠触头压入工序，在该滚珠触头压入工序中，从与上述轴心方向正交的方向以规定的压入力使上述滚珠触头与螺纹槽抵接；测定工序，在该测定工序中，利用上述导程位置测定机构来测定与上述螺纹槽抵接的上述滚珠触头在上述轴心方向上的位置；滚珠触头退避工序，在该滚珠触头退避工序中，使与上述螺纹槽抵接的上述滚珠触头沿与上述轴心方向正交的方向退避；以及滚珠触头移动工序，在该滚珠触头移动工序中，使上述滚珠触头与上述轴心方向平行且以规定间隔地水平移动。

根据本发明，通过对螺纹槽的检测使用与螺纹的侧齿面直接接触的滚珠触头，能够以更高精度求得螺纹槽的中心位置。而且，对于被测定滚珠丝杠轴的轴心方向上的螺纹槽的位置，在定位往复滑动机构载置能够沿轴心方向往复移动的位置检测滑动机构，并且在位置检测滑动机构组入以规定的压入力将滚珠触头压入螺纹槽的滚珠触头滑动机构，由此滚珠触头易于进入到被固定成无法旋转的滚珠丝杠轴的螺纹槽，从而能够利用导程位置测定机构以再现性高的精度在短时间内进行测定。

附图说明

图1是示出测定现有的螺纹槽的中心的位置的方法的说明图。

图2是示出本发明第一实施方式的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置的说明俯视图。

图3是示出从图2的A－A向视观察的被测定滚珠丝杠轴与固定支承台的说明图。

图4是示出图2的B－B向视的放大说明图。

图5是示出图2的C－C向视的放大说明图。

图6是示出本发明第二实施方式的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置的侧视说明图。

图7（A）是在本发明中使用的空气静压轴承的一个实施方式的剖视说明图。图7（B）是小孔的放大说明图。

图8是示出图7的静压垫结构的俯视说明图。

图9是图8的D－D剖面、并且是示出通气槽以及排气槽的宽度方向的剖视形状的剖视说明图。

图10是示出使用本发明第一实施方式的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置而测定的测定结果的图表。

附图标记的说明如下：

S1…滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置；W…滚珠丝杠轴；1…固定支承台；2…定位往复滑动机构；3…位置检测滑动机构；4…滚珠触头滑动机构；5…滚珠触头；6…导程位置测定机构；20…空气静压轴承；21…引导轴；22…移动台；25…定位行驶机构；30…空气静压轴承；31…固定轴；32…承受台；35…中立位置保持弹性体；40…空气静压轴承；41…固定支承体；42…移动轴；43…压入力调整弹性体；44…伸缩机构；50…球体。

具体实施方式

（第一实施方式）

以下，参照附图对本发明第一实施方式的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置以及使用该装置的测定方法进行说明。图2是示出本发明第一实施方式所涉及的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置的说明俯视图。图3是示出从图2的A－A箭头观察的被测定滚珠丝杠轴与固定支承台的说明图。图4是示出图2的B－B向视的放大说明图。图5是示出图2的C－C向视的放大说明图。此外，在图2至5以及后述的图6中，X轴、Y轴、Z轴正交，Z轴表示与被测定滚珠丝杠轴的轴心相同的方向，X轴表示与Z轴正交的水平方向，Y轴表示与Z轴正交的铅直方向。此外，本发明并不局限于以下的实施方式。

本实施方式涉及的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置（以下，省略为“测定装置”）S1具备在其下部设置的平板状的石台100。在石台100上配设有用于将被测定滚珠丝杠轴W静置固定成旋转不动的固定支承台1。在本实施方式中，固定支承台1如图3所示那样设置在被测定滚珠丝杠轴W的两端与其大致中间三点进行支承。

另外，在石台100上配设有定位往复滑动机构2，该定位往复滑动机构2能够在与固定支承台1固定的被测定滚珠丝杠轴W的轴心Lz平行的方向往复移动。该定位往复滑动机构2具备空气静压轴承20，该空气静压轴承20具有设置为与被测定滚珠丝杠轴W的轴心Lz平行的引导轴21、以及沿该引导轴21往复移动的移动台22。而且，该空气静压轴承20具有直线度在2μm/m以下、并且姿势精度在2秒以下的行驶精度。所谓的姿势精度是移动台22在行驶过程中发生姿势变化的起伏、偏摆、横摆的精度，利用倾斜（度）表示。另外，行驶精度是指综合了移动台22沿与被测定滚珠丝杠轴W的轴心Lz平行的方向行驶的直线度与姿势精度的精度。直线度是指移动距离的位移的最大值。

本发明中的空气静压轴承是如下述那样构成的轴承：在固定体与移动体的滑动面之间设置轴承间隙，通过向该轴承间隙供给加压气体来将上述移动体浮在上述固定体之上而能够移动。

另外，定位往复滑动机构2具备使移动台22沿着引导轴21往复移动至规定的测定位置的定位行驶机构25。定位行驶机构25具有与移动台22连结的带27、以及经由带27使移动台22移动的伺服马达26。

另外，在定位往复滑动机构2载置有位置检测滑动机构3（参照图5）。

位置检测滑动机构3具备空气静压轴承30，该空气静压轴承30具有固定轴31、以及能够沿着该固定轴31移动的承受台32。而且，固定轴31以与被测定滚珠丝杠轴W的轴心Lz平行的方式固定设置于定位往复滑动机构2具备的空气静压轴承20的移动台22。

另外，空气静压轴承30在固定轴31的两端与承受台32之间分别具备中立位置保持弹性体35、35（参照图5）。当滚珠触头5不与滚珠丝杠轴W的螺纹槽抵接时，即当Z轴方向的力不作用于承受台32时，承受台32被保持于固定轴31的Z轴方向的中立位置。另外，当滚珠触头5与滚珠丝杠轴W的螺纹槽抵接时，即Z轴方向的力作用于承受台32时，中立位置保持弹性体35、35伸缩，承受台32沿着固定轴31往复移动。此外，在第一实施方式中，作为中立位置保持弹性体35、35而使用弹簧。

另外，在位置检测滑动机构3载置有滚珠触头滑动机构4。

滚珠触头滑动机构4具备空气静压轴承40，该空气静压轴承40具有能够沿着与被测定滚珠丝杠轴W的轴心Lz正交的X轴方向往复移动的移动轴42、以及支承该移动轴42的固定支承体41。而且，固定支承体41向位置检测滑动机构3的空气静压轴承30的承受台32固定设置。

另外，在移动轴42的被测定滚珠丝杠轴W侧的前端连接有与被测定滚珠丝杠轴W的螺纹槽抵接的滚珠触头5。而且，在与螺纹槽抵接的滚珠触头5的前端粘合有直径与使用于被测定滚珠丝杠轴W的滚珠相同的球体50。另外，滚珠触头5利用定位往复滑动机构2而能够在被测定滚珠丝杠轴W的丝杠部之间移动。

另一方面，在供移动轴42的滚珠触头5连接的一端的相反一侧的端部，经由压入力调整弹性体43而连接有伸缩机构44。利用该伸缩机构44而使移动轴42以及滚珠触头5往复直线移动。另外，压入力调整弹性体43吸收滚珠触头5与螺纹槽抵接时的碰撞能量，并且以规定的压入力将滚珠触头5按压于螺纹槽并保持滚珠触头5。此外，在本实施方式中，作为压入力调整弹性体43而使用弹簧，作为伸缩机构44而使用气缸。但是，压入力调整弹性体43、伸缩机构44并不局限于上述情况。

另外，空气静压轴承40具有能够克制使滚珠触头5与螺纹槽抵接时的朝Z轴方向的变形的轴承刚性。

另外，本实施方式涉及的测定装置S1具备导程位置测定机构6。该导程位置测定机构6用于测量与被测定滚珠丝杠轴W的螺纹槽抵接的滚珠触头5的轴心Lz方向的位置。另外，作为本实施方式中的导程位置测定机构6，使用出售的激光干涉测长器。导程位置测定机构6只要是μm单位的测量即可，并没有特别的限定。

基于图2对本实施方式的针对导程位置测定机构6所使用的激光干涉测长器的结构进行说明。在位置检测滑动机构3的承受台32设置有用于射入、反射激光光线的直角反射镜62、63。该直角反射镜62、63配置在与被测定滚珠丝杠轴W的轴心Lz呈直角的线上，且是相对于位置检测滑动机构3的固定轴31的Z轴方向的中心轴呈左右对称的位置。此外，直角反射镜62、63也可以与上述的配置关系相同地设置于滚珠触头滑动机构4的固定支承体41。另外，在直角反射镜63的Z轴线上配置有用于射入、反射由直角反射镜63反射的激光光线的角形反射器64。而且，在直角反射镜62的Z轴线上配置有激光干涉头61。该激光干涉头61将来自激光光源的激光光线分割，使分割而成的一方的激光光线射入直角反射镜62、63、角形反射器64而得到的反射光、与使另一方的激光光线射入参照反射镜而得到的反射光干涉，并且生成与伴随着反射镜的移动的干涉条纹的变化而变化的电信号。另外，在激光干涉头61连接有根据从激光干涉头61输出的电信号的周期数计算移动距离的主体部60。

而且，在导程位置测定机构6连接有对由该导程位置测定机构6测定出的测定值进行运算处理的运算机构7以及记录这些结果的记录计8。另外，也可以在使用激光干涉测长器的距离测定中，省略直角反射镜62、63，而向位置检测滑动机构3的承受台32设置角形反射器64。

此外，在本实施方式中，使用于中立位置保持弹性体35的弹簧的弹簧常数为0.1N/mm～3N/mm，优选为0.3N/mm～1N/mm。当中立位置保持弹性体35的弹簧的弹簧常数不足0.1N/mm时，复原力可能过小，承受台32复原不足而不能回到中立位置。另一方面，当中立位置保持弹性体35的弹簧的弹簧常数在3N/mm以上时，使用于滚珠触头滑动机构4的空气静压轴承40的轴承刚性将不能承受将滚珠触头5压入螺纹槽时的变形。只要是0.3N/mm～1N/mm，便能够进行再现性高的测定。

此外，本实施方式的空气静压轴承40的轴承刚性为6N/μm。

另外，滚珠触头5的向被测定滚珠丝杠轴W的螺纹槽的压入力为0.5N～5N，优选为1N～3N。当将滚珠触头5压入螺纹槽的压入力不足0.5N时，担心形成为压入不测，当压入力在5N以上时，因压入而导致被测定滚珠丝杠轴W变形进而牵涉测定误差。只要是1N～3N，便能够进行再现性高的测定。

以下，对使用本实施方式的测定装置S1的丝杠导程误差测定方法进行说明。

首先，将被测定滚珠丝杠轴W向三台固定支承台1静置并固定成不能旋转。在固定支承台1具备未图示的高度调整机构。

在本实施方式中，需要以使得滚珠触头5的球体50的中心与被测定滚珠丝杠轴W的轴心Lz正交的方式使滚珠触头5与被测定滚珠丝杠轴的螺纹槽抵接。因此，如图4所示，利用上述的高度调节机构进行调节而使被测定滚珠丝杠轴W的轴心Lz距离石台100表面的高度Hy1与滚珠触头5的球体50的中心高度Hy2吻合，并以形成在定位往复滑动机构2的空气静压轴承20的行驶精度的直线度以内的方式固定被测定滚珠丝杠轴W。

在第一实施方式中，虽然考虑被测定滚珠丝杠轴W的自重所导致的弯曲而通过三点支承固定，但只要是滚珠丝杠轴W的轴心Lz形成在定位往复滑动机构2的空气静压轴承20的行驶精度的直线度以内，也可以通过任意点来支承被测定滚珠丝杠轴W。

而且，使用定位滑动机构2的定位行驶机构25使滚珠触头5移动到规定的测定开始位置。

接着，通过使滚珠触头滑动机构4的伸缩机构44伸长，以规定的压入力从与被测定滚珠丝杠轴W的轴心Lz正交的X轴方向使移动轴42以及滚珠触头5与被测定滚珠丝杠轴W的螺纹槽嵌合且抵接。

接着，利用导程位置测定机构6测定滚珠触头5相对于被测定滚珠丝杠轴W的轴心Lz方向的位置。

之后，通过使伸缩机构44收缩，从被测定滚珠丝杠轴W使滚珠触头5退避。接着，利用定位往复滑动机构2的定位行驶机构25使滚珠触头5移动规定的距离。

然后，另外，通过使伸缩机构44伸长，使滚珠触头5与被测定滚珠丝杠轴W的螺纹槽抵接，利用导程位置测定机构6来测定已抵接的滚珠触头5的位置。然后，在使滚珠触头5退避之后，另外，使滚珠触头5移动规定的间隔。通过反复进行以上的操作，能测定实际移动量并根据实际移动量求得代表移动量。

（第二实施方式）

接着，对本发明的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置的第二实施方式进行说明。图6是示出第二实施方式的侧视说明图。由于基本的结构以及测定方法与第一实施方式相同，故省略说明。

本实施方式与第一实施方式不同的点在于，在第一实施方式中使滚珠触头5从与被测定滚珠丝杠轴W的轴心Lz正交的X轴方向抵接，但在第二实施方式中，使滚珠触头5从与滚珠丝杠轴W的轴心Lz正交的Y轴方向抵接。因此，第二实施方式的测定装置S2如图6所示构成为，将滚珠触头滑动机构4经由L型托架80而载置于位置检测滑动机构3。

在本实施方式中，使滚珠触头5从与滚珠丝杠轴W的轴心Lz正交的Y轴方向抵接，由此能够不受被测定滚珠丝杠轴W的自重所导致的弯曲变形的影响而进行测定。特别是，在测定长条的滚珠丝杠轴的情况下，由于基于自重的弯曲变形大，固定支承方法与测定误差相关，因此作业变得复杂。如果不能使轴心Lz的高度的允许差在丝杠全长范围内为±1μm以内，则不能确保1μm以内的测定的再现性。

另外，在第一实施方式中，每次变更被测定滚珠丝杠轴W的轴径，必须严格地调节固定支承台1的高度与支承间隔，以使被测定滚珠丝杠轴W的固定的高度形成为与滚珠触头5的中心高度相同，但在第二实施方式中，具有不需要上述操作的优点。

此外，对在本发明中使用的空气静压轴承进行详细的说明。如图7所示，在本发明中使用的空气静压轴承具备供给加压气体的主配管74、对加压气体进行整流的小孔75、以及静压垫73。小孔75设置于在滑动面76开口的主配管74的排出口74a。在静压垫73形成有与小孔75连通的通气槽78。通气槽78构成为，将从小孔75排出的加压气体分配并供给到移动体71与固定体72之间的轴承间隙77。如图8所示，通气槽78包括包围小孔75且形成为环状的环状槽78b、以及以小孔75为中心而朝环状槽78b放射状地延伸配置的多个分配槽78a。此外，分配槽78a将环状槽78b与小孔75分别连通（参照图8）。并且，通气槽78形成为相对于移动体71的移动方向对称。另外，通气槽78的宽度方向的截面形状在与滑动面76分离的方向形成凸的曲线（参照图9）。

另外，分配槽78a的宽度方向的截面积的总和在小孔75的截面积以上，通气槽78的表面粗糙度形成为比移动体71的滑动面76的表面粗糙度小。

另外，在移动体71设置有排气槽79（参照图8），该排气槽79包围环状槽78b且将从通气槽78向轴承间隙77供给的加压气体向轴承间隙77的外侧引导而进行排气。排气槽79形成为相对于移动体71的移动方向对称。另外，排气槽79的宽度方向的截面形状形成向与滑动面分离的方向凸出的凸曲线，并且截面积在环状槽78b的截面积以上（参照图9）。而且，移动体71以及固定体72由陶瓷形成。

由于如以上那样构成的空气静压轴承能够将从静压垫73向轴承间隙77排出的加压气体形成为压力分布均匀的层流，因此形成为能够防止振动产生的高精度的空气静压轴承。

另外，由于能够稳定地维持层流，因此能够提高加压气体的给气压力，因此形成为高刚性的空气静压轴承。

此外，图7、8、9所示的空气静压轴承是本发明使用的空气静压轴承的一个实施方式，并不局限于此。

（实施例）

以下，示出第一实施方式的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置进行测定的例子。在温度调节为室温在20℃±0.5℃的室内，对轴径为40mm、导程间距为10mm、全长为1400mm的在JIS（日本工业规格）中相当于C3级的规格合格的滚珠丝杠轴（THK制）测定该滚珠丝杠轴的累积导程误差。

首先，将被测定滚珠丝杠轴W静置于三个固定支承台1，以使得被测定滚珠丝杠轴W与定位往复滑动机构2的空气静压轴承20的引导轴21平行。并且调节固定支承台1，以使得被测定滚珠丝杠轴W的轴心Lz的高度与滚珠触头5的球体50的中心高度吻合而在±1μm以内。而且，从距离被测定滚珠丝杠轴W的前端200mm的位置开始以10mm间距的间隔，将滚珠触头5从与被测定滚珠丝杠轴W的轴心Lz正交的X轴方向压入。1导程间距为5秒/点间隔，全长测定时间以500秒/100点进行测定。此外，对于位置检测滑动机构3的中立位置保持弹性体35的弹簧使用弹簧常数为0.3N/mm的弹簧。另外，滚珠触头滑动机构4的压入力调整弹性体43的弹簧使用弹簧常数2.4N/mm的弹簧，并设定为利用伸缩机构将压入力调整弹性体43压入1mm。

图10示出以上测定的结果。从图10可以看出：测定四次的累积导程误差的偏差的代表移动量误差为19μm～20μm，再现性最大在0.7μm以内，能够高精度且再现性好地进行测定。

另外，表1示出本发明的实施例与现有的一般例的比较。本发明的测定的再现性在1μm以下，能够实现高精度的测定，并且，测定时间与现有方法相比能够以1/3的时间实现，能够极大地缩短滚珠丝杠轴的检查时间。

[表1]

	本发明	现有例
			测量精度	±1μm以下	±2μm以上
测量再现性	1μm以下	2～3μm
			测量时间*	250秒/m	750秒/m

*导程：20mm、全长：1m的滚珠丝杠轴的情况

如根据以上情况可知，如果使用本发明的丝杠导程误差测定装置，通过在螺纹槽的检测中使用与丝杠的侧齿面直接接触的滚珠触头5，能够以更高精度求得螺纹槽的中心位置。而且，在定位往复滑动机构2载置与滚珠丝杠轴W的轴心Lz平行地水平往复移动的位置检测滑动机构3，并且在位置检测滑动机构3组入以规定的压入力向螺纹槽压入滚珠触头5的滚珠触头滑动机构4，由此滚珠触头5易于进入螺纹槽，而且通过使用导程位置测定机构6，能够正确地检测被测定滚珠丝杠轴W的轴心Lz方向上的螺纹槽的位置。

另外，在本发明的丝杠导程误差测定装置中，由于在定位往复滑动机构2具备陶瓷制的空气静压轴承20，该陶瓷制的空气静压轴承20具有直线度在2μm/m以下、姿势精度在2秒以下的行驶精度，因此滚珠触头5易于进入滚珠丝杠轴W的螺纹槽，能够紧凑地构成能以高精度测定再现性的装置。

另外，在本发明的丝杠导程误差测定装置中，在位置检测滑动机构3具备滑动阻力极小的陶瓷制的空气静压轴承30。此外，由于在该空气静压轴承30的承受台32与固定轴31之间具备中立位置保持弹性体35，该中立位置保持弹性体35具有根据相对于Z轴方向的偏离量而使承受台32返回到固定轴31的中立位置的复原力，因此能够减小螺纹槽位置的检测误差。

另外，由于滚珠触头滑动机构4具备陶瓷制的空气静压轴承40，该陶瓷制的空气静压轴承40具有能够在将滚珠触头5压入螺纹槽时克制Z轴方向的变形量的轴刚性，因此能够进行紧凑且再现性高的测定。

另外，在滚珠触头滑动机构4中，使压入力调整弹性体43与用于将滚珠触头5压入丝杠轴的伸缩机构44连接。因此，吸收将滚珠触头5压入螺纹槽时的碰撞能量，并将检测螺纹槽的中心位置之前的滚珠触头5的压入力保持为恒定，由此能够适当地将滚珠触头5收纳于螺纹槽的中心位置，因此能够进一步减小螺纹槽位置的检测误差。

Claims (12)

1.一种滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置，该滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置通过检测被测定滚珠丝杠轴的轴心方向上的螺纹槽的位置来测定累积导程误差，所述滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置的特征在于，具备：

固定支承台，该固定支承台将所述被测定滚珠丝杠轴固定成无法旋转；

滚珠触头，该滚珠触头具备与被所述固定支承台固定的所述被测定滚珠丝杠轴的螺纹槽抵接的球体；

滚珠触头滑动机构，该滚珠触头滑动机构使所述滚珠触头沿着与所述被测定滚珠丝杠轴的轴心正交的方向往复移动，并且以规定的压入力将所述滚珠触头与所述螺纹槽抵接；

位置检测滑动机构，该位置检测滑动机构载置所述滚珠触头滑动机构，并使该滚珠触头滑动机构与所述轴心平行地进行水平往复移动；

定位往复滑动机构，该定位往复滑动机构载置所述位置检测滑动机构，并使所述位置检测滑动机构在所述被测定滚珠丝杠轴的螺纹部之间往复移动；以及

导程位置测定机构，该导程位置测定机构检测所述滚珠触头在所述轴心方向上的位置，

所述位置检测滑动机构是空气静压轴承，该空气静压轴承具有设置为与所述轴心平行的固定轴、能够沿该固定轴移动且载置所述滚珠触头滑动机构的承受台、以及中立位置保持弹性体，其中，所述中立位置保持弹性体在所述承受台与所述固定轴的两端之间，具有使所述承受台返回到所述滚珠触头不与所述螺纹槽抵接的状态的与所述轴心方向平行的中立位置的复原力。

2.根据权利要求1所述的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置，其特征在于，

所述滚珠触头滑动机构使所述滚珠触头沿着与所述轴心铅垂或者水平的正交方向往复移动。

3.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置，其特征在于，

所述滚珠触头滑动机构是空气静压轴承，该空气静压轴承具有在所述被测定滚珠丝杠轴侧的一端连结有所述滚珠触头的移动轴、以及支承该移动轴的固定支承体。

4.根据权利要求3所述的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置，其特征在于，

所述滚珠触头滑动机构在所述移动轴的另一端经由用于调整所述滚珠触头的压入力的压入力调整弹性体而具备伸缩机构。

5.根据权利要求4所述的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置，其特征在于，

所述滚珠触头滑动机构以0.5N～5N的压入力将所述滚珠触头压入所述螺纹槽。

6.根据权利要求4所述的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置，其特征在于，

所述滚珠触头滑动机构以1N～3N的压入力将所述滚珠触头压入所述螺纹槽。

7.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置，其特征在于，

所述中立位置保持弹性体是具有0.1N/mm～3N/mm的弹簧常数的弹簧。

8.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置，其特征在于，

所述中立位置保持弹性体是具有0.3N/mm～1N/mm的弹簧常数的弹簧。

9.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置，其特征在于，

所述定位往复滑动机构具有设置为与所述轴心平行的引导轴、以及沿该引导轴移动的移动台，是具有直线度在2μm/m以下、姿势精度在2秒以下的行驶精度的空气静压轴承。

10.根据权利要求9所述的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置，其特征在于，

所述定位往复滑动机构还具备使所述移动台沿着所述引导轴向规定的位置移动的定位行驶机构。

11.根据权利要求1或2所述的滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置，其特征在于，

所述导程位置测定机构具备激光干涉测长器。

12.一种丝杠导程误差测定方法，该丝杠导程误差测定方法使用滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置测定被测定滚珠丝杠轴的累积导程误差，其特征在于，

所述滚珠丝杠轴的累积导程误差测定装置具备：

固定支承台，该固定支承台将被测定滚珠丝杠轴静置并固定成无法旋转；

滚珠触头，该滚珠触头具备与被所述固定支承台固定的所述被测定滚珠丝杠轴的螺纹槽抵接的球体；

滚珠触头滑动机构，该滚珠触头滑动机构使所述滚珠触头沿着与所述被测定滚珠丝杠轴的轴心正交的方向往复移动，并且以规定的压入力使所述滚珠触头与所述螺纹槽抵接；

位置检测滑动机构，该位置检测滑动机构载置所述滚珠触头滑动机构，并使该滚珠触头滑动机构与所述轴心平行地进行水平往复移动；

定位往复滑动机构，该定位往复滑动机构载置所述位置检测滑动机构，并使所述位置检测滑动机构在所述被测定滚珠丝杠轴的螺纹部之间往复移动；以及

导程位置测定机构，该导程位置测定机构检测所述滚珠触头在所述被测定滚珠丝杠轴的轴心方向上的位置，

所述位置检测滑动机构是空气静压轴承，该空气静压轴承具有设置为与所述轴心平行的固定轴、能够沿该固定轴移动且载置所述滚珠触头滑动机构的承受台、以及中立位置保持弹性体，其中，所述中立位置保持弹性体在所述承受台与所述固定轴的两端之间，具有使所述承受台返回到所述滚珠触头不与所述螺纹槽抵接的状态的与所述轴心方向平行的中立位置的复原力；

所述丝杠导程误差测定方法包括：

所述滚珠丝杠轴的累积导程误差测定方法具备：

固定支承工序，在该固定支承工序中，在所述固定支承台向使所述滚珠触头沿着与所述轴心正交的方向往复移动时的所述球体的中心与所述轴心正交的位置固定所述被测定滚珠丝杠轴；

滚珠触头压入工序，在该滚珠触头压入工序中，从与所述轴心方向正交的方向以规定的压入力使所述滚珠触头与螺纹槽抵接；

测定工序，在该测定工序中，利用所述导程位置测定机构来测定与所述螺纹槽抵接的所述滚珠触头在所述轴心方向上的位置；

滚珠触头退避工序，在该滚珠触头退避工序中，使与所述螺纹槽抵接的所述滚珠触头沿与所述轴心方向正交的方向退避；以及

滚珠触头移动工序，在该滚珠触头移动工序中，使所述滚珠触头与所述轴心方向平行且以规定间隔地水平移动。