专利名称：数控机床导轨丝杆螺母座综合装配精度测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量设备，具体是指一种数控机床用综合装配精度测量装置。
背景技术：
目前印制线路板数控机床上的丝杆、导轨和螺母座(工作台)的综合安装精度测 量方法一般是整体装配完成后，通过人工前后推动工作台，感觉推动过程中各位置的松紧 度，再配合千分表显示的数值来评定导轨、丝杆和螺母座综合装配精度。这种测量方式对 于小型机床来说，因其丝杆直径小，装配后人工容易推动，所以基本上可以满足精度测量要 求，但是对于大型机床来说这种方式是行不通的，因为丝杆粗、工作台重，人工推不动导致 无法测量，即使勉强推动也感觉不出松紧度，再加上千分表测量位置的限制使其无法精确 反映出测量的数据。因此，有必要设计一种适用于大型粗丝杆数控机床导轨、丝杆和螺母座 装配后综合装配精度的测量方法及测量装置。
实用新型内容本实用新型所要解决的问题是提供一种通用性强、精度高且特别适用于大型粗丝 杆数控机床导轨、丝杆和螺母座装配后综合装配精度的测量装置。为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是提供一种数控机床导轨丝 杆螺母座综合装配精度测量系统，所述测量系统包括被测丝杆、导轨、螺母座，及与被测丝 杆连接的伺服电机及所述伺服电机的控制系统，所述控制系统包括电机驱动模块，实现特定模式下伺服电机的驱动控制；数据采集模块，采用电子尺实现工作台位置的变化量采集；数据分析模块，将不同时刻采集到的工作台位置变化量及伺服系统记录的力矩值 一一对应，分别建立X、Y轴位置变化量与力矩值的对应曲线，并存储；将测量值与下述数据 库模块中存储的数据进行比对，得到数控机床丝杆、导轨、螺母座综合装配精度；数据库模 块，用于存储数控机床丝杆、导轨、螺母座相互之间装配精度与工作台X、Y轴位置变化量之 间的对应关系表，并存储。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果所述测量系统特别适用 于大型粗丝杆数控机床导轨、丝杆和螺母座装配后综合装配精度的测量，通用性强、精度 高；且所述系统可利用数控机床本身控制系统及相关硬件，有利于节约成本，提高工作效率。
图1为所述综合装配精度测量系统结构框图；图2是所述伺服电机控制系统组成示意框图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明。如图1所示，本实用新型所述数控机床导轨丝杆螺母座综合装配精度测量系统包 括被测丝杆1、导轨4、螺母座位于工作台2下用于连接工作台2与丝杆1，还包括与被测丝 杆2连接的伺服电机3及所述伺服电机的控制系统。如图2所示，所述控制系统包括电机驱动模块，实现特定模式下伺服电机的驱动 控制；数据采集模块，采用电子尺实现工作台位置的变化量采集；数据分析模块，将不同时 刻采集到的工作台位置变化量及伺服系统记录的力矩值一一对应，分别建立X、Y轴位置变 化量与力矩值的对应曲线，并存储；将测量值与下述数据库模块中存储的数据进行比对，得 到数控机床丝杆、导轨、螺母座综合装配精度；数据库模块，用于存储数控机床丝杆、导轨、 螺母座相互之间装配精度与工作台X、Y轴位置变化量之间的对应关系表，并存储。所述系统硬件连接好后，打开伺服系统控制系统，通过测试寻找一个合适电压，使 丝杆能够走完全程。具体操作方法为先输入一个电压值，点击开始测试，第一次试探电压 值不易太大，否则可能造成危险，一般采用0. OlV比较安全。如果在行驶的过程中受阻力停 止，那么下次可增大电压，使负载能够走一个更远的距离，直至能够使丝杆走完整个行程。以上述测试得出的电压再重新开始测试，便可得到反映当前丝杆与导轨综合装配 精度的曲线。测试过程由伺服系统记录螺母座、工作台前后移动过程中伺服系统各阶段输 出的力矩值的变化，并每隔固定时间间隔分别实时采集工作台X、Y方向位置变化量，再通 过记录的力矩值及工作台位置的变化量得到丝杆与导轨的综合装配精度。控制系统驱动电机运行时，采用力矩控制模式控制伺服驱动器进而驱动电机，且 运动控制卡采用开环模式工作。当伺服电机输出的力大于工作台的摩擦力时，工作台开始 移动，力矩越大，工作台移动越快；当伺服电机输出的力小于工作台的摩擦力时，工作台不 移动。如果丝杆与导轨的综合装配精度不好，有波动，则工作台的摩擦力是变化的，在同样 的电机驱动力下工作台移动的速度是变化的，我们通过这个变化的数据来建立数据库，从 而反映丝杆与导轨的综合装配精度。所述系统可以有两种工作方式，第一种监视工作台的移动速度，保持移动速度 为定值，当工作台综合装配精度不好时工作台的摩擦力有变化，此时系统自动改变电机的 输出力矩以保证工作台移动速度不变，我们通过激光干涉仪测量出工作台的定位精度，同 时通过运动卡的PID调整求出该位置的动态定位精度，与其对应位置的力矩值建立对应关 系，保存于数据库中。第二种系统让电机输出一个固定的力矩来推动工作台移动，分析软 件记录工作台的移动速度的变化数据，同样建立此数据与装配精度的对应关系保存于数据 库中。数据库模块是将本实用新型所述系统采集的数据与其他标准精度测试工具测出 的精度数据建立起的对应关系并保存而得到的，也就是建立起精度模板，供本测量系统测 量标定使用。实际实施时，所述伺服系统可采用数控机床自身的控制系统，由数控机床自身的 电机驱动系统驱动电机运行，只需在数控机床自身系统控制系统中增加相应的功能模块， 包括数据采集模块、数据分析模块及数据库模块。所述系统设置停止按钮，点击停止测试，可以随时停止测试。[0021]本实用新型在数据库模块中建立起工作台综合安装精度与采集到的力矩值变化 曲线及工作台位置的变化曲线相对应的数据模型，将实际测量采集到的数据与数据库中 存储的数据进行对比，从而得到数控机床导轨、丝杆和螺母座综合装配精度的精确，完成测量。本实用新型所述系统中未具体描述的模块均为现有技术中的成熟模块，因此不对 其具体实现方式赘述。上述实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不局限 于此，在任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.数控机床导轨丝杆螺母座综合装配精度测量系统，其特征在于包括被测丝杆、导 轨、螺母座，及与被测丝杆连接的伺服电机及所述伺服电机的控制系统，所述控制系统包 括电机驱动模块，实现特定模式下伺服电机的驱动控制； 数据采集模块，采用电子尺实现工作台位置的变化量采集；数据分析模块，将不同时刻采集到的工作台位置变化量及伺服系统记录的力矩值一一 对应，分别建立X、Y轴位置变化量与力矩值的对应曲线，并存储；将测量值与下述数据库模 块中存储的数据进行比对，得到数控机床丝杆、导轨、螺母座综合装配精度；数据库模块，用于存储数控机床丝杆、导轨、螺母座相互之间装配精度与工作台X、Y轴 位置变化量之间的对应关系表，并存储。
专利摘要本实用新型涉及一种测量设备，具体是指数控机床导轨丝杆螺母座综合装配精度测量系统。所述测量系统包括被测丝杆、导轨、螺母座，及与被测丝杆连接的伺服电机及所述伺服电机的控制系统；所述控制系统包括电机驱动模块、数据采集模块、数据分析模块、数据库模块。所述测量系统特别适用于大型粗丝杆数控机床的导轨、丝杆和螺母座装配后综合装配精度的测量，通用性强、精度高；且所述系统可利用数控机床本身控制系统，有利于节约成本，提高工作效率。
文档编号G01B7/00GK201844810SQ20102056089
公开日2011年5月25日 申请日期2010年10月12日 优先权日2010年10月12日
发明者周启发, 蔡向林, 邬振平, 郝平, 陈刚 申请人:惠州市大亚湾天马电子机械有限公司