丝杠滚道型面误差动态非接触测量系统设计与分析.pdf

南京理工大学
硕士学位论文
丝杠滚道型面误差动态非接触测量系统设计与分析
姓名:陈进
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:冯虎田
20080526
摘要关键词:滚珠丝杠,滚道型面,数据采集,算法设计,本课题结合实际工程项目“丝杠滚道型面误差动态综合测量系统设计与开发”,针对现今国内滚珠丝杠滚道型面几何参数误差检测手段相对滞后的现状,设计开发适测量系统通过采集轮廓曲线上的数据点,实现对丝杠各个滚道型面的测量。这条轮廓线位于滚珠丝杠轴截面的顶部。系统采用的是非接触式测量方式,用光幕式传感器采集轮廓曲线的纵轴方向的位移,用高精度的海德汉光栅尺采集轮廓曲线的横轴方向的位移。测量系统的电机控制模块,选用运动控制器作为伺服系统控制器实现对主轴电机位置控制与进给电机的速度控制。本文重点对滚道型面几何参数的计算方法进行研究。该算法先对采集的数据点进行数据划分,将其分割成螺纹滚道数据域和丝杠外径数据域,再分别对这两个数据域基于7⒘思刹饬肯低巢僮魅砑迪至瞬问柚谩⒍饬俊⑹据处理、数据维护、系统功能测试等功能。利用判愕耐夹蜗允竟δ埽该试验平台可以实现丝杠中径、丝杠外径、螺距、滚道跳动、滚道形状误差的测合我国国情的丝杠滚道型面几何参数误差检测试验台。分别进行处理,得到系统要求的几何参数。描绘测量系统中各参数的测量曲线。其中的算法关键函数利用编制成械饔茫岣吡嗽怂闼俣取量。对测量系统的前期研究将为以后该系统的进一步完善和提高提供了具体的技术方案及检测手段。硕士论文丝杠滚道型面误差动态非接触测量系统设计与分析
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陋丝谚年。学位论文使用授权声明声明授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名:南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容,可以向有关部门或机构送交并论文,按保密的有关规定和程序处理。●
髀护方便,滚珠丝杠副正好适应了这种发展的需型。引言滚珠丝杠副是在丝杠与螺母螺旋槽之间放置适量滚珠作为中间传动体,借助滚珠返回通道,构成滚珠在闭合回路中循环的螺旋传动机构【。滚珠丝杠副有很多优点,主要为传动效率高,约%%,可消除轴向移动产生的间隙,定位精度高,刚度好,运动平稳,无爬行现象,传动精度好。另外滚珠丝杠是将旋转运动变为直线运动,丝杠与螺母都可作为主动件,磨损小,使用寿命长。但滚珠丝杠副制作工艺复杂,精度要求高,且不能自锁。现代机床的发展,需要高的传动精度、定位精度,以及宽的进给调速范围,要求响应速度快,传动无间隙,传动机构稳定性好,寿命长,使用维滚珠丝杠副是一种高精度、高效率的传动机构,己成为现代机械传动中广为应用的传动和定位元件之一。在一些工业发达国家如美国、法国、日本、德国等国家早已完成了标准化、系列化工作,建立了完整的体系。我国自年以来,滚珠丝杠副就成功应用于数控机床上,接着又应用于汽车、航空和制造业中,得到了日益广泛的应用。在我国,南京工艺装备厂、汉江机床厂和北京机床研究所等许多单位,已进行了系列化的批量生产,为国内外用户提供不同规格的滚珠丝杠副【。由于滚珠丝杠副的使用不断普及,使用领域不断扩大,对滚珠丝杠副的要求也越来越高。在航空机械、数控机床、精密仪器和仪表,以及各种精密机械设备中,滚珠丝杠副是确定线性位移精度的关键部件之一,由于它具有传动和定位在同一零件上实现,并且可以把角位移转换成线性位移等特点,在机械设备中应用极为广泛。特别是随着数控机床、加工中心、等高科技技术的迅猛发展,作为基本功能部件之一的滚珠丝杠副的加工精度要求越来越高、驱动线速度越来越快。高精度,高速化已成为近年来国内外滚珠丝杠副的一大发展趋势【俊提高滚珠丝杠副的制造精度和定位精度始终是制造企业的不懈追求。上世纪年代我国精密机床联合攻关,为精密机床螺纹磨削技术奠定了坚实基础。北京机床研究所在上世纪年代研制成功的螺纹磨削激光反馈导程误差自动校正技术,以及年代末期完成的大导程滚珠丝杠副“七·五”攻关,为提高大导程角内外圆弧螺纹的磨削精度找到有效工艺途径。“九·五”期间汉江机床有限公司研制成功的型全封闭扛苣ゴ病虲滚珠螺母磨床、笮虲丝杠磨床,为精密高速滚珠丝杠副的发展提供了关键工艺装备。我的差距正日益缩小。滚珠丝杠副在欧低持刑岣叨ㄎ痪ǘ鹊校正技术也不断完善【俊】。硕士论文丝杠滚道型面误差动态非接触测量系统设计与