本發(fā)明涉及精密儀器檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種滾珠絲杠副行程誤差檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

滾珠絲杠副又名滾珠絲桿副、滾珠螺桿副。是由絲杠及螺母二個(gè)配套組成的。是目前傳動(dòng)機(jī)械中精度最高也是最常用的傳動(dòng)裝置。滾珠絲桿副是在絲杠與螺母間以鋼球?yàn)闈L動(dòng)體的螺旋傳動(dòng)元件。它可將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，或者將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此滾珠絲杠副既是傳動(dòng)原件，也是直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)化元件。由于滾珠絲杠副是高精度傳動(dòng)裝置，所以在制造過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)誤差較大不合格的產(chǎn)品，所以在對(duì)滾珠絲杠副的精度檢測(cè)就需要較嚴(yán)格的要求。

申請(qǐng)?zhí)枮?01310556789.4的中國(guó)專利，一種滾珠絲杠副長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x，包括：床身，所述床身上設(shè)置有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿著導(dǎo)軌左右滑動(dòng)且能夠鎖緊的頭架與尾架，頭架與尾架用于夾緊被測(cè)滾珠絲杠副；床身上還設(shè)置有與所述導(dǎo)軌平行設(shè)置的光柵尺；在頭架與尾架之間設(shè)置有可沿著導(dǎo)軌左右滑動(dòng)的拖板，拖板上設(shè)置有與拖板隨動(dòng)的讀數(shù)頭和直線導(dǎo)軌，所述直線導(dǎo)軌上設(shè)置有可沿著所述直線導(dǎo)軌滑動(dòng)的滑塊，滑塊上固定有測(cè)量頭；所述讀數(shù)頭用于與拖板隨動(dòng)讀取讀光柵尺尺寸，所述滑塊滑動(dòng)的方向與導(dǎo)軌垂直。此種滾珠絲杠副長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x，該儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)檢測(cè)儀測(cè)量的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)加工提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)指導(dǎo)。但是在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，滾珠絲杠副在其環(huán)境溫度的增加或者減小過(guò)程中會(huì)對(duì)其長(zhǎng)度產(chǎn)生影響，就會(huì)導(dǎo)致滾珠絲杠測(cè)量值不準(zhǔn)確的情況出現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的滾珠絲杠副在測(cè)量長(zhǎng)度過(guò)程中溫度對(duì)其長(zhǎng)度的影響所帶來(lái)的缺陷。

為此,提供一種滾珠絲杠副行程誤差檢測(cè)系統(tǒng)，滾珠絲杠副一端與主傳動(dòng)軸的一端抵接,主傳動(dòng)軸的另一端連接一傳動(dòng)裝置，包括：

補(bǔ)償從動(dòng)件，一端與滾珠絲杠副抵接，另一端固定設(shè)置，用于檢測(cè)滾珠絲杠的長(zhǎng)度變化；

所述的主傳動(dòng)軸、滾珠絲杠副和補(bǔ)償從動(dòng)件平行設(shè)置；

圓磁柵，與所述主傳動(dòng)軸同軸設(shè)置固定連接；

光柵尺，與所述滾珠絲杠副平行設(shè)置，包括光柵讀數(shù)頭以及與光柵讀數(shù)頭連接與滾珠絲杠副的螺紋抵接并配合的測(cè)量頭；

螺母，包括與其依次連接的螺母小車和帶動(dòng)頭，所述的螺母設(shè)置有內(nèi)螺紋與所述滾珠絲杠副的外螺紋配合，所述的帶動(dòng)頭與所述滾珠絲杠副的螺紋抵接并配合，所述螺母小車與所述光柵讀數(shù)頭通過(guò)連接件連接；

處理器，分別與圓磁柵、光柵讀數(shù)頭以及補(bǔ)償從動(dòng)件連接，用于獲取并顯示圓磁柵輸出的角度量信號(hào)、光柵讀數(shù)頭輸出的位移量信號(hào)以及補(bǔ)償從動(dòng)件輸出的補(bǔ)償信號(hào)。

進(jìn)一步的，所述的補(bǔ)償從動(dòng)件包括殼體和設(shè)置于所述殼體內(nèi)部的彈性單元，所述彈性單元的兩端一一對(duì)應(yīng)連接于穿射殼體設(shè)置的固定頭上和設(shè)置于殼體內(nèi)部的壓力傳感器上，所述固定頭與滾珠絲杠副抵接，所述的壓力傳感器與所述處理器連接。

進(jìn)一步的，所述的固定頭與所述滾珠絲杠副抵接處設(shè)置為錐形，所述的固定頭位于所述殼體內(nèi)部一側(cè)的端頭設(shè)置為圓形底面。

進(jìn)一步的，所述的彈性單元包括設(shè)置于所述殼體內(nèi)部的分力件，所述分力件包括第一分力部和第二分力部，所述的第一分力部包括子軸承和位于子軸承一側(cè)與子軸承固定的子固定部，所述的子軸承與所述固定頭轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述的子固定部底面設(shè)置有若干關(guān)于其底面呈中心對(duì)稱設(shè)置的子彈簧，所述第二分力部的一側(cè)與所述子彈簧連接，所述第二分力部的另一側(cè)與通過(guò)一主彈簧與所述壓力傳感器連接。

進(jìn)一步的，所述的固定頭與所述殼體之間通過(guò)軸承連接。

進(jìn)一步的，所述的滾珠絲杠副行程誤差檢測(cè)系統(tǒng)包括溫度檢測(cè)單元，所述的溫度檢測(cè)單元包括：

溫度傳感器，用于檢測(cè)滾珠絲杠副的溫度，并輸出溫度信號(hào)至處理器，設(shè)置于所述滾珠絲杠副一側(cè)。

進(jìn)一步的，所述的主傳動(dòng)軸與滾珠絲杠副抵接處設(shè)置為錐形。

本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明提供的一種滾珠絲杠副行程誤差檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)光柵讀數(shù)頭以及圓光柵可分別對(duì)滾珠絲杠副的軸向位移信息以及角度位移信息進(jìn)行測(cè)量，達(dá)到對(duì)該滾珠絲杠副制造精度檢測(cè)的目的。

2.通過(guò)補(bǔ)償從動(dòng)件可對(duì)滾珠絲杠副的長(zhǎng)度變化進(jìn)行補(bǔ)償監(jiān)測(cè)，當(dāng)滾珠絲杠副在其環(huán)境的溫度出現(xiàn)變化后，處理器可接收到補(bǔ)償從動(dòng)件發(fā)出的變化信號(hào)并進(jìn)行處理，還原滾珠絲杠副的實(shí)際長(zhǎng)度，最大化的減少溫度變化所帶來(lái)的誤差值。

3.通過(guò)彈性單元與壓力傳感器抵接，當(dāng)滾珠絲杠副的長(zhǎng)度發(fā)生變化時(shí)，彈性單元產(chǎn)生形變，對(duì)壓力傳感器的擠壓力變大，即可通過(guò)該彈性單元的彈性系數(shù)來(lái)計(jì)算出該滾珠絲杠副的長(zhǎng)度變化，在讀數(shù)頭的測(cè)量值的基礎(chǔ)上將該長(zhǎng)度變化進(jìn)行補(bǔ)償，即可得到進(jìn)行溫度補(bǔ)償后該滾珠絲杠副的實(shí)際長(zhǎng)度。

4.子固定部和第二分力部之間有若干子彈簧，并且若干子彈簧關(guān)于子固定部底面呈中心對(duì)稱設(shè)置，可將子固定部受到的力全方位的傳遞至第二分力部，能夠避免因?yàn)樽庸潭ú亢偷诙至Σ恐g受力不勻而出先測(cè)量誤差的缺陷。

5.第二分力部的另一側(cè)與通過(guò)一主彈簧與所述壓力傳感器連接，通過(guò)主彈簧將第二分力部受到的所有力傳遞至壓力傳感器，主彈簧可將滾珠絲杠副長(zhǎng)度值的變化轉(zhuǎn)換為主彈簧受到的壓力值并將該壓力值全部傳送至壓力傳感器，使測(cè)量的溫度對(duì)滾珠絲杠副所帶來(lái)的長(zhǎng)度變化更加精確。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為補(bǔ)償從動(dòng)件的結(jié)構(gòu)示意圖。

1、處理器；2、交流伺服電機(jī)；3、傳動(dòng)裝置；4、圓磁柵；5、主傳動(dòng)軸；6、滾珠絲杠副；7、螺母；8、螺母小車；9、帶動(dòng)頭；10、測(cè)量頭；11、光柵讀數(shù)頭；12、光柵尺；13、補(bǔ)償從動(dòng)件；131、固定頭；132、殼體；133、子軸承；134、子固定部；135、子彈簧；136、第二分力部；137、主彈簧；138、壓力傳感器；14、溫度傳感器。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。此外，下面所描述的本發(fā)明不同實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。

一種滾珠絲杠副行程誤差檢測(cè)系統(tǒng)，如圖1所示其結(jié)構(gòu)示意圖，包括：平行設(shè)置的主傳動(dòng)軸5、滾珠絲杠副6和補(bǔ)償從動(dòng)件13，主傳動(dòng)軸5，其一端連接一傳動(dòng)裝置3，另一端與滾珠絲杠副6抵接；補(bǔ)償從動(dòng)件13，一端與滾珠絲杠副6抵接，另一端固定設(shè)置。

交流伺服電機(jī)2通過(guò)傳動(dòng)裝置3帶動(dòng)主傳動(dòng)軸5旋轉(zhuǎn)，主傳動(dòng)軸5與滾珠絲杠副6的抵接處設(shè)置為錐形，方便其與滾珠絲杠副6進(jìn)行固定。使主傳動(dòng)軸5在帶動(dòng)滾珠絲杠副6旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)偏差，增加滾珠絲杠副行程誤差檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量精度。補(bǔ)償從動(dòng)件13包括設(shè)置為錐形的固定頭131，該錐形的固定頭131與滾珠絲杠副6抵接、配合，使二者之間固定牢固。

主傳動(dòng)軸5同軸固定連接一圓磁柵4，主傳動(dòng)軸5在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)圓磁柵4與其一同轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)圓磁柵4可對(duì)滾珠絲杠副6的角度位移信息進(jìn)行檢測(cè)，并輸出模擬量的電壓信號(hào)至處理器1，通過(guò)處理器1可對(duì)圓磁柵4輸出的模擬量的電壓信號(hào)進(jìn)行處理計(jì)算處滾珠絲杠副6的旋轉(zhuǎn)角度位移、旋轉(zhuǎn)圈數(shù)等。

還包括依次連接的螺母7、螺母小車8以及帶動(dòng)頭9，其中螺母7和螺母小車8分別設(shè)置有內(nèi)螺紋與所述滾珠絲杠副6的外螺紋配合，帶動(dòng)頭9與滾珠絲杠副6的螺紋抵接并配合，當(dāng)滾珠絲杠副6在主傳動(dòng)軸5的帶動(dòng)下在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)頭9沿著滾珠絲杠副6的外螺紋進(jìn)行移動(dòng)，與帶動(dòng)頭9固定的螺母小車8以及螺母7沿著進(jìn)行橫向移動(dòng)。

光柵尺12與滾珠絲杠副6平行設(shè)置，其包括光柵讀數(shù)頭11以及與光柵讀數(shù)頭11連接與滾珠絲杠副6的螺紋抵接并配合的測(cè)量頭10，其中光柵讀數(shù)頭11與螺母小車8通過(guò)連接件連接，在螺母小車8移動(dòng)的過(guò)程中會(huì)帶動(dòng)光柵讀數(shù)頭11與其一同移動(dòng)，進(jìn)而測(cè)量頭10也隨之移動(dòng)，光柵讀數(shù)頭11輸出滾珠絲杠副6的軸向位移信息至處理器1，通過(guò)處理器1計(jì)算器軸向位移。

通過(guò)光柵讀數(shù)頭11以及圓光柵可分別對(duì)滾珠絲杠副的軸向位移信息以及角度位移信息進(jìn)行測(cè)量，達(dá)到對(duì)該滾珠絲杠副制造精度檢測(cè)的目的。

補(bǔ)償從動(dòng)件13包括殼體132和設(shè)置于殼體132內(nèi)部的彈性單元，彈性單元的兩端一一連接穿射殼體132設(shè)置的固定頭131和設(shè)置于殼體132內(nèi)部的壓力傳感器138，固定頭131與滾珠絲杠副6抵接且固定頭131與殼體132之間通過(guò)第一軸承連接，壓力傳感器138與處理器1連接。

補(bǔ)償從動(dòng)件13可對(duì)滾珠絲杠副的長(zhǎng)度變化進(jìn)行補(bǔ)償監(jiān)測(cè)，當(dāng)滾珠絲杠副6在其環(huán)境的溫度出現(xiàn)變化后，處理器1可接收到補(bǔ)償從動(dòng)件13發(fā)出的變化信號(hào)并進(jìn)行處理，還原滾珠絲杠副的實(shí)際長(zhǎng)度，最大化的減少溫度變化所帶來(lái)的誤差值。

并且彈性單元與壓力傳感器138抵接，當(dāng)滾珠絲杠副6的長(zhǎng)度發(fā)生變化時(shí)，彈性單元產(chǎn)生形變，對(duì)壓力傳感器138的擠壓力變大，即可通過(guò)該彈性單元的彈性系數(shù)來(lái)計(jì)算出該滾珠絲杠副的長(zhǎng)度變化，在讀數(shù)頭的測(cè)量值的基礎(chǔ)上將該長(zhǎng)度變化進(jìn)行補(bǔ)償，即可得到進(jìn)行溫度補(bǔ)償后該滾珠絲杠副6的實(shí)際長(zhǎng)度。

其中固定頭131與滾珠絲杠副6抵接處設(shè)置為錐形，錐形的固定頭131在與滾珠絲杠副6進(jìn)行固定時(shí)更加穩(wěn)固，固定頭131位于殼體132內(nèi)部一側(cè)的端頭設(shè)置為圓形底面。

彈性單元包括設(shè)置于殼體132內(nèi)部的分力件，分力件包括第一分力部和第二分力部136，第一分力部包括子軸承133和位于子軸承133一側(cè)與子軸承133固定的子固定部134，子軸承133與固定頭131轉(zhuǎn)動(dòng)連接，子固定部134底面設(shè)置有若干關(guān)于其底面呈中心對(duì)稱設(shè)置的子彈簧135，第二分力部136的一側(cè)與子彈簧135連接，第二分力部136的另一側(cè)與通過(guò)一主彈簧137與壓力傳感器138連接。

子固定部134和第二分力部136之間有若干子彈簧135，并且若干子彈簧135關(guān)于子固定部134底面呈中心對(duì)稱設(shè)置，可將子固定部134受到的力全方位的傳遞至第二分力部136，能夠避免因?yàn)樽庸潭ú?34和第二分力部136之間受力不勻而出先測(cè)量誤差的缺陷。

第二分力部136的另一側(cè)與通過(guò)一主彈簧137與所述壓力傳感器138連接，通過(guò)主彈簧137將第二分力部136受到的所有力傳遞至壓力傳感器138，主彈簧137可將滾珠絲杠副6長(zhǎng)度值的變化轉(zhuǎn)換為主彈簧137受到的壓力值并將該壓力值全部傳送至壓力傳感器138，使測(cè)量的溫度對(duì)滾珠絲杠副6所帶來(lái)的長(zhǎng)度變化更加精確。

且該滾珠絲杠副行程誤差檢測(cè)系統(tǒng)還包括溫度檢測(cè)單元，溫度檢測(cè)單元包括：溫度傳感器14，用于檢測(cè)滾珠絲杠副6的溫度，并輸出溫度信號(hào)至處理器1。

在一實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，首先將滾珠絲杠副6與主傳動(dòng)軸5和補(bǔ)償從動(dòng)件13抵接，此時(shí)處理器1檢測(cè)到壓力傳感器138位于初始時(shí)刻輸出的初始?jí)毫χ挡⒂涗洖閒1，處理器1通過(guò)溫度傳感器14記錄該初始時(shí)刻的初始溫度值為t1，與此同時(shí)處理器1控制交流伺服電機(jī)2工作，傳動(dòng)裝置3將動(dòng)力傳至主傳動(dòng)軸5，主傳動(dòng)軸5開始帶動(dòng)滾珠絲杠副6轉(zhuǎn)動(dòng)，圓磁柵4以及光柵讀數(shù)頭11分別計(jì)算出該滾珠絲杠副6的角度位移n以及軸向位移l。在滾珠絲杠副6的角度位移以及軸向位移測(cè)量完成之后，交流伺服電機(jī)2停止工作，處理器1檢測(cè)到交流伺服電機(jī)2停止工作后，控制壓力傳感器138記錄最終壓力值并記錄為f2；控制溫度傳感器14記錄最終溫度值并記錄為t2。滾珠絲杠副初始時(shí)刻的長(zhǎng)度與最終時(shí)刻的長(zhǎng)度的差值其中k的值為主彈簧的勁度系數(shù)。將處理器1計(jì)算出的軸向位移l減去該l變的值，即可得到該滾珠絲杠副除去溫度變化給其所帶來(lái)的長(zhǎng)度影響的最終值l終(l終＝l-l變)，滾珠絲杠副6的精度即為

通過(guò)該滾珠絲杠副行程誤差檢測(cè)系統(tǒng)以及以上算法，可對(duì)滾珠絲杠副6在進(jìn)行精度檢測(cè)過(guò)程中因?yàn)榄h(huán)境溫度而產(chǎn)生的長(zhǎng)度變化進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而達(dá)到精確測(cè)量滾珠絲杠副精度的目的。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。