滾珠絲杠副電動耦合伺服加載裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種滾珠絲杠副電動耦合伺服加載裝置，屬于滾動功能部件技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)品試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]滾珠絲杠副是數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵功能部件，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響數(shù)控機(jī)床的整體性能。數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)能力和先進(jìn)水平，是衡量一個國家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。高性能的數(shù)控機(jī)床離不開高性能的功能部件，先進(jìn)的功能部件需要有先進(jìn)的檢查設(shè)備。
[0003]目前國內(nèi)滾珠絲杠副與發(fā)達(dá)國家還有一定的差距，普遍存在著產(chǎn)品性能指標(biāo)落后精度指標(biāo)，即產(chǎn)品的可靠性、精度保持性不能滿足高檔數(shù)控機(jī)床的要求。雖然國內(nèi)滾動功能部件行業(yè)經(jīng)過了十多年的快速發(fā)展，測試儀器也有了一定的進(jìn)步，但與行業(yè)的發(fā)展要求還不相適應(yīng)，還缺乏能有效模擬實(shí)際狀況的測試設(shè)備，使得行業(yè)產(chǎn)品開發(fā)與理論研宄受到制約。為此，我公司充分利用自身近50年專業(yè)化生產(chǎn)優(yōu)勢，以振興民族工業(yè)為己任，以企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展為目標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)控制系統(tǒng)和傳感器技術(shù)等，積極研發(fā)了先進(jìn)的產(chǎn)品測試設(shè)備，即滾珠絲杠副電動耦合伺服加載裝置。
[0004]滾珠絲杠副是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動的執(zhí)行元件，軸向力是其主要受力，各種試驗(yàn)方法也必須圍繞著其承受軸向力開展。目前行業(yè)常用的加載方式多為配重加載、液壓加載、磁粉制動加載。上述加載方式大都是恒力加載，因加載力跟隨性能差，不能實(shí)現(xiàn)變速變力加載，不能滿足產(chǎn)品載荷譜的變化要求，同時能耗大不利于節(jié)能。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種滾珠絲杠副電動耦合伺服加載裝置，通過控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)及其機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了兩滾珠絲杠副主從耦合電動伺服加載功能，滿足了產(chǎn)品軸向加載及其載荷譜變化的要求，具有加載力跟隨性能好，有效地模擬了實(shí)際工況，實(shí)現(xiàn)了對產(chǎn)品精度保持性、可靠性、綜合性能參數(shù)的測量以及試驗(yàn)對比。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本實(shí)用新型所述的滾珠絲杠副電動耦合伺服加載裝置，包括床身和電器柜，床身四周設(shè)有回油槽，床身上設(shè)有Zl電機(jī)座，Zl電機(jī)座上安裝Zl伺服電機(jī)，Zl伺服電機(jī)通過Zl電機(jī)連軸器聯(lián)接Zl扭矩傳感器，Zl扭矩傳感器固定在Zl扭矩傳感器座上，Zl扭矩傳感器通過Zl扭矩聯(lián)軸器聯(lián)接Zl前軸承支撐單元，Zl前軸承支撐單元聯(lián)接Zl滾珠絲杠副，Zl前軸承支撐單元固定在Zl前軸承座上，Zl滾珠絲杠副的末端聯(lián)接Zl后軸承支撐單元，Zl后軸承支撐單元固定在Zl后軸承座上，Zl后軸承支撐單元通過Zl后軸承連軸器聯(lián)接Zl主軸編碼器，Zl主軸編碼器固定在Zl主軸編碼器座；
[0008]所述床身上設(shè)有Z2電機(jī)座，Z2電機(jī)座上安裝Z2伺服電機(jī)，Z2伺服電機(jī)通過Z2電機(jī)連軸器聯(lián)接Z2扭矩傳感器，Z2扭矩傳感器固定在Z2扭矩傳感器座上，Z2扭矩傳感器通過Z2扭矩聯(lián)軸器聯(lián)接Z2前軸承支撐單元，Z2前軸承支撐單元聯(lián)接Z2滾珠絲杠副，Z2前軸承支撐單元固定在Z2前軸承座上，Z2滾珠絲杠副的末端聯(lián)接Z2后軸承支撐單元，Z2后軸承支撐單元固定在Z2后軸承座上，Z2后軸承支撐單元通過Z2后軸承連軸器聯(lián)接Z2主軸編碼器，Z2主軸編碼器固定在Z2主軸編碼器座；
[0009]所述床身上設(shè)有一號直線導(dǎo)軌副和二號直線導(dǎo)軌副，一號直線導(dǎo)軌副和二號直線導(dǎo)軌副分別固定在Zl伺服電機(jī)的兩側(cè)，一號直線導(dǎo)軌副和二號直線導(dǎo)軌副上設(shè)有Zl工作臺和Z2工作臺，Zl工作臺固定聯(lián)接Zl拖鏈，Zl工作臺上固定安裝Zl螺母座，Zl螺母座通過螺母聯(lián)接Zl滾珠絲杠副，Z2工作臺固定聯(lián)接Z2拖鏈，Z2工作臺上固定安裝Z2螺母座，Z2螺母座通過螺母聯(lián)接Z2滾珠絲杠副，Zl工作臺固定聯(lián)接拉壓傳感器，拉壓傳感器通過拉壓導(dǎo)桿固定聯(lián)接Z2工作臺。
[0010]所述床身上設(shè)有Zl光柵尺和Z2光柵尺，Zl光柵尺正對Zl工作臺，Z2光柵尺正對Z2工作臺。
[0011]Zl前軸承座上設(shè)有Zl前軸承座溫度傳感器，Zl工作臺上設(shè)有Zl螺母座溫度傳感器，Zl后軸支撐座上設(shè)有Zl后軸承座溫度傳感器；
[0012]Z2前軸承座上設(shè)有Z2前軸承座溫度傳感器，Z2工作臺上設(shè)有Z2螺母座溫度傳感器，Z2后軸支撐座上設(shè)有Z2后軸承座溫度傳感器。
[0013]電器柜的一側(cè)設(shè)有電箱空調(diào)，電器柜頂端設(shè)有加載力儀表、Zl軸負(fù)載扭矩儀表、Z2軸負(fù)載扭矩儀表和多路溫度顯示儀表，電器柜中部設(shè)有控制器操作面板和多參數(shù)測量顯示器。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
[0015](I)、本實(shí)用新型通過控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)及其機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)兩滾珠絲杠副主從耦合電動加載功能。具體來說一套滾珠絲杠副構(gòu)成的移動軸處于主動狀態(tài)，另一套滾珠絲杠副構(gòu)成的移動軸從動加載狀態(tài)，并且兩套滾珠絲杠副保持同步運(yùn)動狀態(tài)。當(dāng)運(yùn)動換向時，兩根滾珠絲杠副主從功能相互轉(zhuǎn)化，同時保持兩滾珠絲杠副間的軸向加載。
[0016](2)、本實(shí)用新型通過M代碼、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、編制加載運(yùn)動程序等，使試驗(yàn)裝置處于主從耦合或非耦合狀態(tài)，通過加載力的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)兩滾珠絲杠副恒力加載、變力加載以及無加載的高速往復(fù)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品軸向加載載荷譜變化的要求，滿足產(chǎn)品精度保持性、產(chǎn)品可靠性以及產(chǎn)品綜合性能對比試驗(yàn)。
[0017](3)、本實(shí)用新型采用兩套同軸、水平放置的滾珠絲杠副構(gòu)成兩移動軸，兩移動軸通過工作臺及拉壓導(dǎo)桿的聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)了兩根滾珠絲杠副軸向力的施加。
[0018](4)、本實(shí)用新型通過測量傳感器，實(shí)現(xiàn)兩滾珠絲杠副加載力、負(fù)載扭矩、設(shè)定點(diǎn)的溫度以及兩滾珠絲杠副行程誤差的測量。
【附圖說明】
[0019]圖1、本實(shí)用新型一實(shí)施例的控制系統(tǒng)框圖；
[0020]圖2、本實(shí)用新型一實(shí)施例的恒力載荷譜框圖；
[0021]圖3、本實(shí)用新型一實(shí)施例的變力加載載荷譜框圖；
[0022]圖4、本實(shí)用新型一實(shí)施例的整體布置示意圖；
[0023]圖5、本實(shí)用新型一實(shí)施例的主視結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖6、本實(shí)用新型一實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖7、本實(shí)用新型一實(shí)施例的三維結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖8、本實(shí)用新型一實(shí)施例的行程誤差測量框圖；
[0027]圖9、本實(shí)用新型一實(shí)施例的溫度測量框圖；
[0028]圖10、本實(shí)用新型一實(shí)施例的扭矩測量框圖；
[0029]圖11、本實(shí)用新型一實(shí)施例的加載力測量框圖。
[0030]圖中:1、Zl伺服電機(jī)，2、Zl電機(jī)座，3、Zl電機(jī)連軸器，4、Zl扭矩傳感器座，5、Zl扭矩聯(lián)軸器，6、Zl前軸承支撐單元，7、Zl前軸承座，8、Zl螺母座，9、Zl滾珠絲杠副，10、Zl后軸承座，11、Zl后軸承支撐單元，12、Zl后軸承連軸器，13、Zl拖鏈，14、Zl工作臺，15、Zl前軸承座溫度傳感器，16,Zl螺母座溫度傳感器，17,Zl后軸承座溫度傳感器，18,Zl扭矩傳感器，19、Zl光柵尺，20、Zl主軸編碼器座，21、Zl主軸編碼器，22、拉壓傳感器，23、拉壓導(dǎo)桿，24、床身，25、一號直線導(dǎo)軌副，26、二號直線導(dǎo)軌副，31、Z2伺服電機(jī)，32、Z2電機(jī)座，33、Z2電機(jī)連軸器，34、Z2扭矩傳感器座，35、Z2扭矩聯(lián)軸器，36、Z2前軸承支撐單元，37、Z2前軸承座，38、Z2螺母座，39、Z2滾珠絲杠副，40、Z2后軸承座，41、Z2后軸承支撐單元，42、Z2后軸承連軸器，43、Z2拖鏈，44、Z2工作臺，45、Z2前軸承座溫度傳感器，46、Z2螺母座溫度傳感器，47、Z2后軸承座溫度傳感器，48、Z2扭矩傳感器，49、Z2光柵尺，50、Z2主軸編碼器座，51、Z2主軸編碼器；60、電箱空調(diào)，61、控制器操作面板，62、加載力儀表，63、Zl軸負(fù)載扭矩儀表，64、Z2軸負(fù)載扭矩儀表，65、多路溫度顯不儀表，66、多參數(shù)測量顯不器，67、電器柜。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0032]如圖所示，本實(shí)用新型所述的滾珠絲杠副電動耦合伺服加載裝置，包括床身24和電器柜67，床身24四周設(shè)有回油槽，床身24上設(shè)有Zl電機(jī)座2，Zl電機(jī)座2上安裝Zl伺服電機(jī)1，Z1伺服電機(jī)I通過Zl電機(jī)連軸器3聯(lián)接Zl扭矩傳感器18，Zl扭矩傳感器18固定在Zl扭矩傳感器座4上，Zl扭矩傳感器18通過Zl扭矩聯(lián)軸器5聯(lián)接Zl前軸承支撐單元6，Zl前軸承支撐單元6聯(lián)接Zl滾珠絲杠副9，Zl前軸承支撐單元6固定在Zl前軸承座7上，Zl滾珠絲杠副9的末端聯(lián)接Zl后軸承支撐單元11，Zl后軸承支撐單元11固定在Zl后軸承座10上，Zl后軸承支撐單元11通過Zl后軸承連軸器12聯(lián)接Zl主軸編碼器21，Zl主軸編碼器21固定在Zl主軸編碼器座20 ;床身24上設(shè)有Z2電機(jī)座32，Z2電機(jī)座32上安裝Z2伺服電機(jī)31，Z2伺服電機(jī)31通過Z2電機(jī)連軸器33聯(lián)接Z2扭矩傳感器48，Z2扭矩傳感器48固定在Z2扭矩傳感器座34上，Z2扭矩傳感器48通過Z2扭矩聯(lián)軸器35聯(lián)接Z2前軸承支撐單元36，Z2前軸承支撐單元36聯(lián)接Z2滾珠絲杠副39，Z2前軸承支撐單元36固定在Z2前軸承座37上，Z2滾珠絲杠副39的末端聯(lián)接Z2后軸承支撐單元41，Z2后軸承支撐單元41固定在Z2后軸承座40上，Z2后軸承支撐單元41通過Z2后軸承連軸器42聯(lián)接Z2主軸編碼器51，Z2主軸編碼器51固定在Z2主軸編碼器座50 ;床身24上設(shè)有一號直線導(dǎo)軌副25和二號直線導(dǎo)軌副26，一號直線導(dǎo)軌副25和二號直線導(dǎo)軌副26分別固定在Zl伺服電機(jī)I的兩側(cè)，一號直線導(dǎo)軌副25和二號直線導(dǎo)軌副26上設(shè)有Zl工作臺14和Z2工作臺44，Zl工作臺14固定聯(lián)接Zl拖鏈13，Zl工作臺14上固定安裝Zl螺母座8，Zl螺母座8通過螺母聯(lián)接Zl滾珠絲杠副9，Z2工作臺44固定聯(lián)接Z2拖鏈43，Z2工作臺44上固定安裝Z2螺母座38，Z2螺母座38通過螺母聯(lián)接Z2滾珠絲杠副39，Zl工作臺14固定聯(lián)接拉壓傳感器22，拉壓傳感器22通過拉壓導(dǎo)桿23固定聯(lián)接Z2工作臺44。床身24上設(shè)有Zl光柵尺19和Z2光