CN114034224B - 滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置，涉螺纹滚道检测设备技术领域，以解决现有螺母内螺纹滚道检测精度差、效率低的问题；其包括基座、驱动组件和检测组件；驱动组件包括动力输出单元和螺母固定件，动力输出单元设于基座上，螺母固定件与动力输出单元连接，用于固定滚珠螺母；动力输出单元驱动螺母固定件，带动滚珠螺母环自身轴线转动，并沿自身轴向移动，检测组件包括探测件和检测件，探测件具有伸入滚珠螺母的内螺纹滚道内的探头，并具有沿滚珠螺母的轴向和/或径向移动的自由度，检测件检测探测件沿滚珠螺母的轴向和/或径向的位移。本发明的滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置具有较高的检测精度和检测效率。

Description

滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置

技术领域

本发明涉及滚珠螺母检测装置技术领域，具体的，涉及一种滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置。

背景技术

滚珠丝杠副是由丝杠、螺母、滚珠等零件组成的机械部件，其能够将旋转运动转换成直线运动或将直线运动转换成旋转运动，滚珠丝杠副具有传动效率高、定位精度高等优点。

其中，螺母的内螺纹滚道的加工精度是影响滚珠丝杠副定位精度的主要原因之一，而螺母的内螺纹滚道的检测是反应其加工精度，作为其改进依据的重要参数；目前，由于螺母内螺纹滚道的结构较为特殊。针对螺母的内螺纹滚道检测，一般采用间接法或接触式传感器测量。

其中，间接法是在螺母内螺纹滚道加工前检测加工工具砂轮的型面至选择到合适的砂轮，用该砂轮试磨样件，把得到的样件沿轴线切开，然后投影至大屏幕上观察滚道剖面的轮廓，若满足要求，则将该砂轮作为该型滚道的标准加工工具，但该方法受人为影响较大，误差较大。

接触式测量是用轮廓仪进行测量，探针深入螺母内部沿滚道爬行，轮廓仪可得到放大信号的滚道型面，该方法精度较高，但仅能测量轴向数据，不能测量螺母中经，需要借助标准棒，误差大，效率低。

发明内容

为此，本发明提出一种滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置，以能够至少部分解决现有螺母内螺纹滚道测量误差大、效率低的技术问题。

本发明的技术方案如下：

一种滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置，包括：

基座；

驱动组件，包括动力输出单元和螺母固定件，所述动力输出单元设于所述基座上，所述螺母固定件与所述动力输出单元连接，用于固定滚珠螺母；所述动力输出单元驱动所述螺母固定件，带动所述滚珠螺母环自身轴线转动，并沿自身轴向移动；

检测组件，包括探测件和检测件，所述探测件具有伸入所述滚珠螺母的内螺纹滚道内的探头，且所述探测件具有沿所述滚珠螺母的轴向和/或所述滚珠螺母径向移动的自由度，所述检测件检测所述探测件沿所述滚珠螺母的轴向和/或所述滚珠螺母径向的位移。

进一步的，所述动力输出单元包括螺母座、第一丝杠和第一电机；

所述螺母座设于所述基座上，所述螺母座上设有第一螺纹孔，所述第一丝杠与所述第一螺纹孔螺接，所述第一电机与所述第一丝杠连接，所述第一电机驱使所述第一丝杠转动，且所述第一丝杠因在所述螺母座上转动而具有相对于所述基座的、沿自身轴向的移动；

所述螺母固定件设于所述第一丝杠上，且所述滚珠螺母固定在所述螺母固定件上时，与所述第一丝杠同轴。

进一步的，还包括滑动座，所述滑动座设于所述基座上，并具有沿所述丝杠的轴向移动的自由度；

所述螺母固定件包括可转动的设于所述滑动座上的主轴；所述主轴的一端与所述丝杠同轴固连，所述滚珠螺母固设在所述主轴的另一端上。

进一步的，所述基座上设有导轨，所述导轨为沿第二方向间隔布置的两个，所述滑动座上设有两个滑块，两个所述滑块一一对应的与两个所述导轨滑动配合；其中，所述第二方向与所述丝杠的轴向正交。

进一步的，所述滑动座包括上座体和下座体，所述上座体和所述下座体相扣合围成安装孔，所述主轴穿过所述安装孔；

所述安装孔包括依次串接的小径段、中径段、大径段、中径段和小径段；所述大径段内设有套设在所述主轴上的轴承，所述中径段内设有套设在所述主轴上的密封圈。

进一步的，所述滑动座的端面上设有环形槽，所述主轴上设有能够对应的插入所述环形槽内的环形块。

进一步的，还包括动力单元，所述动力单元与所述螺母座连接；所述动力单元驱动所述螺母座沿所述第一丝杠的轴向移动。

进一步的，所述动力单元包括第二丝杠和第二电机；

所述第二丝杠和所述第二电机分别设于所述基座上，且所述第二电机与所述第二丝杠连接，以驱使所述第二丝杠转动；

所述螺母座上设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔与所述第一螺纹孔平行，且所述第二丝杠与所述第二螺纹孔螺接。

进一步的，所述探测件具有与所述滚珠螺母的轴向和/或所述滚珠螺母径向正交的检测面；

所述检测件包括千分表，所述千分表与所述检测面一一对应，所述千分表的检测端与所述检测面抵接。

本发明的工作原理及有益效果为：

本发明提供的滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置，通过设置动力输出单元和螺母固定件，由动力输出单元带动螺母固定件，并带动滚珠螺母环自身轴线转动，并沿自身轴向移动；滚珠螺母环自身轴线的转动和沿自身轴向移动的叠加，能够实现滚珠螺母的螺旋移动；通过将探测件的探头伸入内螺纹滚道内，在滚珠螺母螺旋运动的情况下，若内螺纹滚道没有误差，探头的位置将保持不变，若内螺纹滚道存在轴向上的误差，将通过该探头带动探测件沿滚珠螺母的轴向移动，也就能够被检测件检测到；若内螺纹滚道存在径向上的误差，将通过探头使探测件沿滚珠螺母的径向移动，同样够被检测件检测到；相比于现有的间接检测方法，本发明的方案直接检测内螺纹滚道，具有更高的检测精度；相比于现有的直接检测方法，本发明的方案能够检测内螺纹滚道的轴向和/或径向误差，测量效率较高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例一提供的滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置的主视图的剖视图；

图2为本发明实施例一提供的滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置的俯视图；

图3为图1中A处的局部放大图；

图4为本发明实施例二提供的滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置的主视图的剖视图。

图中：100-基座，110-导轨，200-驱动组件，210-动力输出单元，211-螺母座，212-第一丝杠，213-第一电机，220-螺母固定件，221-环形块，300-检测组件，310-探测件，311-探头，312-第一检测面，313-第二检测面，320-检测件，400-滚珠螺母，500-滑台，600-滑动座，610-滑块，620-上座体，630-下座体，640-轴承，650-密封圈，660-环形槽，710-第二电机，720-第二丝杠。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

本实施例提供一种滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置，参考图1和图2所示，该检测装置包括基座100、驱动组件200和检测组件300；其中，驱动组件200包括动力输出单元210和螺母固定件220，动力输出单元210设于基座100上，螺母固定件220与动力输出单元210连接，用于固定滚珠螺母400；动力输出单元210驱动螺母固定件220，带动滚珠螺母400环自身轴线转动，并沿自身轴向移动。

检测组件300包括探测件310和检测件320，探测件310具有伸入滚珠螺母400的内螺纹滚道内的探头311，且探测件310具有沿滚珠螺母400的轴向和/或滚珠螺母400径向移动的自由度，检测件320检测探测件310沿滚珠螺母400的轴向和/或滚珠螺母400径向的位移。

也即是说，本实施例的检测装置中，动力输出单元210在能够带动滚珠螺母400以自身回转轴线为转动轴线转动的同时，还能够带动滚珠螺母400沿自身回转轴线移动；而通过滚珠螺母400的转动和其沿自身轴向的移动，能够使滚珠螺母400形成螺旋移动。

上述的探测件310的探头311伸入滚珠螺母400的内螺纹滚道内，并与滚珠螺母400内螺纹滚道配合，因为滚珠螺母400是螺旋移动，在滚珠螺母400的内螺纹滚道不存在误差时，探头311的位置将保持不变；在滚珠螺母400的内螺纹滚道存在轴向误差，例如内螺纹滚道的螺距存在误差，且探测件310具有沿滚珠螺母400轴向移动的自由度时，内螺纹滚道将推动探头311带动探测件310具有沿滚珠螺母400轴向的位移，而探测件310的轴向位移可以被检测件320直接检测到。

在滚珠螺母400的内螺纹滚道存在径向误差，例如内螺纹滚道的中径存在误差时，且探测件310具有沿滚珠螺母400径向移动的自由度时，内螺纹滚道将推动探头311带动探测件310具有沿滚珠螺母400径向的位移，探测件310的径向位移可以被检测件320直接检测到。

在探测件310同时具备径向和轴向移动的自有度时，也就能够完成对内螺纹滚道轴向和径向误差的检测。

本实施例的滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置，通过采用上述的方式对内螺纹滚道的精度进行检测，相比于现有的间接检测方式，本发明的方案能够直接对内螺纹滚道进行检测，因而可具有较高的检测精度，相比于现有的直接检测方式，本发明的方案能够检测内螺纹的轴向和/或径向误差，测量效率更高。

本实施例提供了一种较优的驱动组件200的结构，参考图1和图2所示，本实施例的动力输出单元210包括螺母座211、第一丝杠212和第一电机213；其中，螺母座211设于基座100上，且螺母座211上设有第一螺纹孔，第一丝杠212与第一螺纹孔螺接，第一电机213与第一丝杠212连接，第一电机213驱使第一丝杠212转动，且第一丝杠212因在螺母座211上转动而具有相对于基座100的、沿自身轴向的移动；螺母固定件220设于第一丝杠212上，且滚珠螺母400固定在螺母固定件220上时，与第一丝杠212同轴。

本实施例中，螺母座211固定在基座100上；在基座100上还设有滑台500，该滑台500能够在基座100上沿滚珠螺母400的轴向滑动，上述的第一电机213具体固定设置在该滑台500上，且第一电机213的电机轴与第一丝杠212的一端同轴固连，上述的螺母固定件220与第一丝杠212的另一端同轴固连，当滚珠螺母400固定在该螺母固定件220上时，滚珠螺母400与第一丝杠212同轴。

通过设置上述的结构，当第一电机213驱动第一丝杠212转动时，第一丝杠212的转动将带动滚珠螺母400转动，由于与第一丝杠212螺纹连接的螺母座211固定在基座100上，因此，第一丝杠212的转动还将使第一丝杠212沿自身的轴向移动，也即带动滚珠螺母400沿自身的轴向移动，实现滚珠螺母400的螺旋移动，使滚珠螺母400可进行前述的轴向和径向误差的检测。

与由两个动力结构分别带动滚珠螺母400，例如，由一个电机带动滚珠螺母400转动，然后由另一个电机或气缸等带动滚珠螺母400沿轴向移动相比，本实施例的方案仅通过一个电机即实现了滚珠螺母400的螺旋移动，结构简单，且成本较低。

在上述结构的基础上，本实施例提供了一种能够提高测量结果精确度的结构，具体的来说，参考图1和图2所示，本实施例的检测装置还包括滑动座600，该滑动座600设于基座100上，并具有沿丝杠轴向移动的自由度；上述的螺母固定件220包括可转动的设于滑动座600上的主轴，该主轴的一端与丝杠同轴固连，该滚珠螺母400固设在主轴的另一端上。

参考图2所示，在基座100上设有导轨110，且该导轨110为沿第二方向间隔布置的两个，在滑动座600上设有两个滑块610，两个滑块610一一对应的与两个导轨110滑动配合；其中，第二方向与丝杠的轴向正交。

本实施例的滑动座600包括上座体620和下座体630，该上座体620和下座体630扣合围成安装孔，前述的主轴穿过该安装孔；该安装孔包括串接的小径段、中径段、大径段、中经段和小径段；其中，在大径段设有套设在主轴上的轴承640，在中经段内设有套设在主轴上的密封圈650。

相比于仅设置上述的主轴，本实施例中，通过设置上述的滑动座600，在滑动座600和基座100之间设有导轨110和滑块610的配合，能够约束主轴的跳动，或者说，提高主轴的刚性，避免主轴的跳动造成检测误差，也即能够提高本实施例的检测装置的检测精度。

而通过设置上述的各小径段、中经段和大径段，将轴承640设置在大径段内，并在大径段两端的中径段内设置密封圈650，对大径段进行密封，能够避免环境中的颗粒物进入大径段内，避免颗粒物进入轴承640内圈和主轴之间，或者进入轴承640外圈和大径段之间，避免颗粒造成主轴的转动出现偏差，从而避免影响该检测装置的测量精度。

在上述结构的基础上，本实施例进一步提供了一种能够提高大径段密封性能的结构，具体的来说，参考图1和图3所示，本实施例中，在滑动座600的一个端面上设有环形槽660，环形槽660与主轴同心，在主轴上设有能够对应的插入各环形槽660内的环形块221。

通过设置各环形槽660和各环形块221，能够进一步组织环境中颗粒物进入安装孔内，也就能够避免其进入大径段内，避免对主轴的转动造成影响。

本实施例中，参考图2所示，上述的探测件310具有与滚珠螺母400的轴向和/或所述滚珠螺母400的径向正交的检测面；上述的检测件320包括千分表，该千分表与检测面一一对应，且该千分表的检测端与检测面抵接。

本实施例中，在基座100上设有微动十字滑台500，该探测件310具体设置在微动十字滑台500上，也即该探测件310具有沿滚珠螺母400轴向和径向移动的自有度，且该探测件310具有分别与滚珠螺母400的轴向和径向正交的检测面。为了便于描述，本实施例称其为第一检测面312和第二检测面313；上述的千分表为两个，两个千分表分别固设在基座100上，且两个千分表的检测端分别第一检测面312和第二检测面313抵接。

当滚珠螺母400的内螺纹滚道存在轴向误差时，将推动探头311使探测件310沿滚珠螺母400的轴向移动，与第一检测面312抵接的千分表能够检测出该移动，也即能够检测出内螺纹滚道的轴向误差，该轴向误差例如是内螺纹滚道的螺距误差。

当滚珠螺母400的内螺纹滚道存在径向误差时，将推动探头311使探测件310沿滚珠螺母400的径向移动，与第二检测面313抵接的千分表面能够检测出该移动，也即能够检测出内螺纹滚道的径向误差，该径向误差例如是内螺纹滚道的中径误差。

综上，本实施例的滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置，能够方便的检测出滚珠螺母400内螺纹滚道的轴向和径向误差，测量精度高且检测效率高。

实施例二

本实施例提供了另一种滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置，其与实施例一提供的滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置大致相同，不同的地方在于：本实施例的检测装置还包括动力单元，该动力单元与螺母座211连接；且该动力单元驱动螺母座211沿第一丝杠212的轴向移动。

实施例一提供的检测装置中，由于第一丝杠212的转动速度与其轴向位移是固定比例的，也即滚珠螺母400的螺旋运动是固定的，只能够检测同一种滚珠螺母400，适用于大批量生产的同一种滚珠螺母400。

本实施例中，通过设置该动力单元，该动力单元驱使螺母座211沿第一丝杠212的轴向移动；此时，滚珠螺母400沿自身轴向上的移动速度将是第一丝杠212轴向移动速度和螺母座211移动速度的叠加，通过调整螺母座211的移动速度，能够使滚珠螺母400实现不同的螺旋运动，也即是能够使该检测装置适用于具有不同内螺纹滚道的滚珠螺母400。

具体结构上，本实施例的动力单元包括第二丝杠720和第二电机710；第二丝杠720和第二电机710分别设于基座100上，且第二电机710与第二丝杠720连接，以驱使第二丝杠720转动；螺母座211上设有第二螺纹孔，第二螺纹孔与第一螺纹孔平行，且第二丝杠720与第二螺纹孔螺接。

本实施例中，参考图4所示，该第二电机710具体固定在基座100上，第二丝杠720可转动的设于基座100上，第二电机710能够驱使第二丝杠720转动，第二丝杠720的转动将带动螺母座211沿第二丝杠720的轴向移动，本实施例中，第二丝杠720与第一丝杠212同轴布置，也即螺母座211能够沿第一丝杠212的轴向移动。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置，其特征在于，包括：

基座（100）；

驱动组件（200），包括动力输出单元（210）和螺母固定件（220），所述动力输出单元（210）设于所述基座（100）上，所述螺母固定件（220）与所述动力输出单元（210）连接，用于固定滚珠螺母（400）；所述动力输出单元（210）驱动所述螺母固定件（220），带动所述滚珠螺母（400）环自身轴线转动，并沿自身轴向移动；

检测组件（300），包括探测件（310）和检测件（320），所述探测件（310）具有伸入所述滚珠螺母（400）的内螺纹滚道内的探头（311），且所述探测件（310）具有沿所述滚珠螺母（400）的轴向和/或所述滚珠螺母（400）径向移动的自由度，所述检测件（320）检测所述探测件（310）沿所述滚珠螺母（400）的轴向和/或所述滚珠螺母（400）径向的位移，

所述动力输出单元（210）包括螺母座（211）、第一丝杠（212）和第一电机（213）；

所述螺母座（211）设于所述基座（100）上，所述螺母座（211）上设有第一螺纹孔，所述第一丝杠（212）与所述第一螺纹孔螺接，所述第一电机（213）与所述第一丝杠（212）连接，所述第一电机（213）驱使所述第一丝杠（212）转动，且所述第一丝杠（212）因在所述螺母座（211）上转动而具有相对于所述基座（100）的、沿自身轴向的移动；

所述螺母固定件（220）设于所述第一丝杠（212）上，且所述滚珠螺母（400）固定在所述螺母固定件（220）上时，与所述第一丝杠（212）同轴，

还包括动力单元，所述动力单元与所述螺母座（211）连接；所述动力单元驱动所述螺母座（211）沿所述第一丝杠（212）的轴向移动，

所述动力单元包括第二丝杠（720）和第二电机（710）；

所述第二丝杠（720）和所述第二电机（710）分别设于所述基座（100）上，且所述第二电机（710）与所述第二丝杠（720）连接，以驱使所述第二丝杠（720）转动；

所述螺母座（211）上设有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔与所述第一螺纹孔平行，且所述第二丝杠（720）与所述第二螺纹孔螺接，

所述探测件（310）具有与所述滚珠螺母（400）的轴向和/或所述滚珠螺母（400）径向正交的检测面；

所述检测件（320）包括千分表，所述千分表与所述检测面一一对应，所述千分表的检测端与所述检测面抵接。

2.根据权利要求1所述的滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置，其特征在于，还包括滑动座（600），所述滑动座（600）设于所述基座（100）上，并具有沿所述丝杠的轴向移动的自由度；

所述螺母固定件（220）包括可转动的设于所述滑动座（600）上的主轴；所述主轴的一端与所述丝杠同轴固连，所述滚珠螺母（400）固设在所述主轴的另一端上。

3.根据权利要求2所述的滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置，其特征在于，所述基座（100）上设有导轨（110），所述导轨（110）为沿第二方向间隔布置的两个，所述滑动座（600）上设有两个滑块（610），两个所述滑块（610）一一对应的与两个所述导轨（110）滑动配合；其中，所述第二方向与所述丝杠的轴向正交。

4.根据权利要求2所述的滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置，其特征在于，所述滑动座（600）包括上座体（620）和下座体（630），所述上座体（620）和所述下座体（630）相扣合围成安装孔，所述主轴穿过所述安装孔；

所述安装孔包括依次串接的小径段、中径段、大径段、中径段和小径段；所述大径段内设有套设在所述主轴上的轴承（640），所述中径段内设有套设在所述主轴上的密封圈（650）。

5.根据权利要求4所述的滚珠螺母内螺纹滚道精度检测装置，其特征在于，所述滑动座（600）的端面上设有环形槽（660），所述主轴上设有能够对应的插入所述环形槽（660）内的环形块（221）。