[发明专利]机床滚动功能部件精度保持性测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及机床滚动功能部件（重点是丝杠和导轨）精度保持性测量方法及其应用技术领域，特别提供了一种机床滚动功能部件精度保持性测量装置。

背景技术

现有技术中，机床滚动功能部件（重点是丝杠和导轨）精度保持性测量通常是在实际机床上在加工实践中进行测量的，这存在很多亟待解决的技术问题。比较突出的简介如下：1）机床的实际加工过程必然要求有物料、刀具、切削液以及大量电能的损失；2）机床实际加工过程中必然会有噪声、废水等污染；3）机床实际加工过程中的丝杠和导轨受力通常都是有干扰和变化的，不易形成较为恒定干扰很少甚至无干扰的理想实验环境；4）测量效率和实际效果比较有限。因此，人们期望获得一种技术效果优良的机床滚动功能部件精度保持性测量装置。

发明内容

本发明目的是提供一种技术效果优良的机床丝杠和导轨精度保持性测量装置。本发明能够专用于模拟机床丝杠和导轨受力状况且避免实际机床工作状态下的各种不利于测量的干扰因素影响，是一种实现高效、低成本、数据真实可信的精度保持性测量方案。

采用的技术方案

机床滚动功能部件精度保持性测量装置，将被测丝杠和导轨安装在其中；其特征在于：其上设置有模拟装置用于模拟机床实际工作状态下的受力情况并实现机床按照预设要求（长时间）恒定受力或者按照程序要求受力；并测试在此受力情况下机床丝杠和导轨的精度保持性指标；——此为基于“精度保持性”测量方法而提出的本技术方案的技术思想总纲。

所述机床滚动功能部件精度保持性测量装置所模拟的机床实际工作状态下的受力情况具体为下述几种之一或其组合：沿某一坐标轴方向的受力（主轴方向即Z向或称“垂直于两导轨所在平面的方向”）、绕某一坐标轴方向的扭矩、某一载荷作用下的工作台4的倾覆力矩、机床刀具切削时产生的振动；

所述模拟装置通过单一施力机构或者一个以上的施力机构的组合模拟机床的实际受力状况并保证机床受力的综合效果。

以上内容对应有参见图1-5的施力情况相关原理图；

机床滚动功能部件精度保持性测量方法的技术效果关键在于可以是机床受力达到理想状态，实现受力过程中无干扰、受力状态恒定；指标可测性好等效果。另外：相对于直接在实际机床上进行丝杠、导轨精度保持性测量而言，本发明所述技术方案可以大大减少刀具、工件材料、切削液等的损耗（基本不再有此方面的损耗），还可以方便地安装和使用各种检测装置对相关被测量进行测量。其具有测量精度高、测量效率高、能借助于硬件结构和控制装置共同模拟各种机床加工的工况，并实现对应不同工况或者多种工况组合的指标测量。

所述机床滚动功能部件精度保持性测量方法还满足下述要求：所述被测滚动功能部件均为水平或者竖直或者倾斜（符合一般机床的常见布局要求）布置，通过施加力模拟机床受力的控制单元施力方案是下述几种方案之一或其组合：方案一：第一坐标轴方向即垂直于被测丝杠所驱动的工作台所在平面方向（例如Z向即“第一坐标轴”或“主轴”）受力：使用2-4个施力部件联合作用模拟机床的垂直于被测丝杠所驱动的工作台的方向（例如Z向）受力或/和沿该方向（例如Z向）施加绕与该方向两两垂直的另两个坐标方向（例如X轴或者Y轴方向）作用的倾覆力矩；

方案二：第二坐标轴方向（即垂直于第一坐标轴的平面上且垂直于被测丝杠轴线方向亦即Y向）受力：在安装有丝杠、导轨的工作台上的第二坐标轴方向施加成组的2组作用力以共同模拟机床工作台的第二坐标轴方向受力或者绕第一坐标轴作用的扭矩；其中每一组作用力由两组施力部件构成且二者的施力方向为相对方向；

方案三：第三坐标轴方向即被测丝杠轴线方向（即X向）受力：使用伺服电机恒扭矩驱动或者变扭矩驱动模拟丝杠受力。

所述机床滚动功能部件精度保持性测量中所使用的驱动部件具体是以下几种之一或其组合：伺服电机、气动装置、液压施力装置、恒转矩电机、借助于电磁力工作的装置、借助于摩擦力模拟刀具切削受力工作的装置；

模拟机床实际工作状态下的受力情况的模拟装置中，施力部件7具体的施力方式是：使用原动机通过联轴器连接丝杠，并进而带动由丝杠驱动的固定在螺母上的单轴滑台沿丝杠轴向滑动，通过控制伺服电机的转角对应换算得到精确的对外施力大小以便精确控制施力大小。

模拟机床实际工作状态下的受力情况的模拟装置为立式铣床加工受力模拟装置，其使用下述7套或者9套施力机构的组合，具体要求是：