CN201434668Y - 光栅式滚珠丝杠行程动态检测仪 - Google Patents

Abstract

一种光栅式滚珠丝杠行程动态检测仪，属于长度计量仪器，在底座(1)上安装头架(2)、可移动的尾架(7)、工作台滑架(6)、具有自动调心功能的浮动支承(5)，贴附在底座光栅尺座上的金属光栅尺(10)，在工作台滑架(6)上安装柔性随动测量架(9)，光栅头(8)连接在柔性随动测量架(9)的柔性随动系统上，在头架(2)内装有精密圆光栅和伺服电机，在头架的前面安装拨盘(3)，另有电控箱(11)、计算机(12)和打印机(13)，整个系统由计算机测量软件控制，可以连续测量大量数据并通过计算机进行实时处理，计算机显示测得数据与打印测量结果，适用于长度计量。

Description

光栅式滚珠丝杠行程动态检测仪

技术领域：

本实用新型涉及长度计量仪器，特别是一种光栅式滚珠丝杠行程动态检测仪。

背景技术：

1.目前国内生产丝杠检测仪的厂家极少，价格昂贵。进口仪器的价格更是高不可攀。2.目前市场上也可见到激光式的丝杠检测仪，但由于激光对检测环境的要求较苛刻，且价格昂贵，因此只有在精度要求极高的情况下才选用。3.一些厂家用万工显等通用仪器来进行静态测量，测量点数据少，误差值代表性差，不可靠，测量过程操作困难。且不能测量大工件。4.由于市场上可供选择的丝杠检测仪规格品种、品牌极少，价格昂贵，导致很多丝杠生产厂家采用自制检具来测量，测量结果无权威性。5.目前丝杠动态检测仪的一项技术缺陷是其高频振动误差难以控制及数据处理困难。6.丝杠变形调整方法存在问题。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种光栅式滚珠丝杠行程动态检测仪，该检测仪使用方便、操作简单，测量范围大、由计算机控制的动态测量及可进行大量的测量数据处理，实时显示测量过程数据、测量精度高、测量效率高、结构通用性极高而系列产品生产成本低的高精度的光栅式滚珠丝杠动态检测仪。

本实用新型的构成：由底座、头架、拨盘、浮动支承、工作台滑架、尾架、光栅头、柔性随动测量架、金属光栅尺、电控箱、计算机和打印机组成，在底座1上安装头架2、尾架7、工作台滑架6和浮动支承5，贴附在底座光栅尺座上的金属光栅尺10，在工作台滑架6上安装柔性随动测量架9，光栅头8连接在柔性随动测量架9的柔性随动系统上，在头架2内装有精密圆光栅和伺服电机，在头架的前面安装拨盘3，另有电控箱11、计算机12和打印机13，整个系统由计算机测量软件控制，通过计算机处理并显示测得数据与打印测量结果。

与现有技术比较，本实用新型具有以下优点：

1.在此技术下，可设计成二米、三米、五米、八米、十米等各种规格尺寸的光栅式滚珠丝杠行程动态检测仪。本实用新型的技术方案的通用性很高，其头架、尾架、工作台及测量架、底座结构、浮动支承等各组件具有很高的通用性。所以该实用新型技术下的仪器系列产品的生产成本可以大幅度的降低，进而降低销售价格，具有极大的市场竞争力。

2.本实用新型的测量优点是：①首先是一种动态测量，可以连续测量大量的数据并通过计算机进行实时处理。检测后计算机可打印原始数据曲线或处理后的检测项目数据，也可进行数据库管理，进行自动计算与精度评定，可以使滚珠丝杠的检测效率得到较大提高。②与静态测量相比，动态测量具有采用点数多测量可靠、测量速度快的优点，可以大幅度减轻工作强度。

3.本实用新型属于动态自动测量，计算机数据自动处理，使用十分方便，完全避免了静态测量中的人为错误。

4.本实用新型中，光栅式的最大优点就是偏离20℃时，钢带光栅尺和被检丝杠(也是钢材料)同步伸缩，而钢带光栅尺的对应计数值却是不变的，所以理论上偏离20℃不带来误差影响，所以光栅式丝杠仪也可以检测高精度的丝杠。

5.软件其他优点

①WINDOWS界面，用户操作直观、方便。

②可在动态测量过程中直接观察误差曲线过程和在界面窗口上观察测量值的动态数据记录过程，并在测量结束后重新调出数据逐点检查。

③测量结束后即可在电脑上进行误差处理并打印出测量结果。

④可进行误差补偿操作。

附图说明：

图1是本实用新型结构示意图，图2是图1的左视图，图3是控制箱结构图，图4是本实用新型测量原理示意图。

图中1.底座，2.头架，3.拨盘，4.被测件，5.浮动支承，6.工作台滑架，7.尾架，8.光栅头，9.柔性随动测量架，10.金属光栅尺，11.电控箱，12.计算机，13.打印机，14.轴向位移信号，15.计数卡，16.角位移信号，17.角度，18.长度基准，19.测头。

具体实施方式：

如图1、图2、图3所示：头架2安装在设有导轨的底座1上，尾架7可在底座1上移动，头尾架间顶紧被测件4。金属光栅尺10贴附在底座上的光栅尺座上，光栅头8连接在测量架9的柔性随动系统上，被测量头带动和工作台滑架6同步移动。柔性随动测量架9固定在工作台滑架6上，该测量架设计为一个柔性随动系统，可有效消除动态测量中的多种原因产生的微量振动引起的误差。给出转动角位移量的精密圆光栅固定于拨盘3后部的头架内，由头架中的伺服电机驱动转动，通过拨盘3带动被测件4旋转。在柔性随动测量架9上的测头分为带动头、测量头各一个，带动头是固定在柔性随动测量架9上的，固定后可视为与测量架刚性连接，带动头置于滚珠丝杠的滚道内，丝杠旋转时推动带动头沿丝杠轴线运动进而推动工作台滑架6运动。

对细长丝杠，由于重力变形必须采用支承结构。本实用新型的浮动支承5的一大优点是在上升顶紧时对丝杠轴线无侧向推力，有效避免了在顶紧调节丝杠轴线时又带来了水平横向变形，同时具有浮动式自动定心结构功能。

电控箱11是件独立的直接放置在地上的箱体。电控箱内主要有供电电路、头架伺服电机的受控执行与驱动电路、圆光栅信号采集处理电路、单片机控制及与主计算机12的通讯电路。

本实用新型测量原理说明：本实用新型的测量系统采用“同步位移比较法”进行。其测量原理由图4所示：计数卡15以一定的采样间隔同步采集角位移信号16以及测头轴向位移信号14，通过计数卡15本身所具有的信号处理系统将两路信号进行高倍电子细分后传送给计算机系统，再由相应的软件将信号转换为位移量，通过计算机12实时处理计算出丝杠误差值。两路信号在计算机处理之间未发生任何联系，通过计算机处理使它们成为丝杠4运动的角度17基准量(认为是标准值，由此计算出行程标准值)和轴向位移量，并通过比较计算得出误差值。

本实用新型的整机系统驱动、控制及数据采集、处理、输出过程的一般说明：

测量时在计算机控制界面上输入用户参数，包括滚珠丝杠参数、采集参数、主轴转速及方向、采样周期等，启动测量。

控制电机驱动主轴转动，使丝杠按给定速度转动。

数据采集包括长光栅、圆光栅；进行实时的误差计算与误差补偿。计算出行程误差，在电脑上显示误差数据及误差曲线，也可通过打印机将其打出。测量结束后将所测数据存入数据库或数据文件。

Claims (1)

1.一种光栅式滚珠丝杠行程动态检测仪，由底座、头架、拨盘、浮动支承、工作台滑架、尾架、光栅头、柔性随动测量架、金属光栅尺、电控箱、计算机和打印机组成，其特征在于：在底座(1)上安装头架(2)、尾架(7)、工作台滑架(6)和浮动支承(5)，贴附在底座光栅尺座上的金属光栅尺(10)，在工作台滑架(6)上安装柔性随动测量架(9)，光栅头(8)连接在柔性随动测量架(9)的柔性随动系统上，在头架(2)内装有精密圆光栅和伺服电机，在头架的前面安装拨盘(3)，另有电控箱(11)、计算机(12)和打印机(13)，整个系统由计算机测量软件控制，通过计算机处理并显示测得数据与打印测量结果。

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