滚珠丝杠副电动耦合伺服加载装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种滚珠丝杠副电动耦合伺服加载装置，属于滚动功能部件技术领域产品试验验证技术。
【背景技术】
[0002]滚珠丝杠副是数控机床的关键功能部件，其质量的优劣直接影响数控机床的整体性能。数控机床的生产能力和先进水平，是衡量一个国家综合实力的重要标志。高性能的数控机床离不开高性能的功能部件，先进的功能部件需要有先进的检查设备。
[0003]目前国内滚珠丝杠副与发达国家还有一定的差距，普遍存在着产品性能指标落后精度指标，即产品的可靠性、精度保持性不能满足高档数控机床的要求。虽然国内滚动功能部件行业经过了十多年的快速发展，测试仪器也有了一定的进步，但与行业的发展要求还不相适应，还缺乏能有效模拟实际状况的测试设备，使得行业产品开发与理论研宄受到制约。为此，我公司充分利用自身近50年专业化生产优势，以振兴民族工业为己任，以企业长远发展为目标，结合现代设计技术、数控制系统和传感器技术等，积极研发了先进的产品测试设备，即滚珠丝杠副电动耦合伺服加载装置。
[0004]滚珠丝杠副是将旋转运动变为直线运动的执行元件，轴向力是其主要受力，各种试验方法也必须围绕着其承受轴向力开展。目前行业常用的加载方式多为配重加载、液压加载、磁粉制动加载。上述加载方式大都是恒力加载，因加载力跟随性能差，不能实现变速变力加载，不能满足产品载荷谱的变化要求，同时能耗大不利于节能。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种滚珠丝杠副电动耦合伺服加载装置，通过控制系统、伺服系统及其机械结构实现了两滚珠丝杠副主从耦合电动伺服加载功能，满足了产品轴向加载及其载荷谱变化的要求，具有加载力跟随性能好，有效地模拟了实际工况，实现了对产品精度保持性、可靠性、综合性能参数的测量以及试验对比。
[0006]为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0007]本实用新型所述的滚珠丝杠副电动耦合伺服加载装置，包括床身和电器柜，床身四周设有回油槽，床身上设有Zl电机座，Zl电机座上安装Zl伺服电机，Zl伺服电机通过Zl电机连轴器联接Zl扭矩传感器，Zl扭矩传感器固定在Zl扭矩传感器座上，Zl扭矩传感器通过Zl扭矩联轴器联接Zl前轴承支撑单元，Zl前轴承支撑单元联接Zl滚珠丝杠副，Zl前轴承支撑单元固定在Zl前轴承座上，Zl滚珠丝杠副的末端联接Zl后轴承支撑单元，Zl后轴承支撑单元固定在Zl后轴承座上，Zl后轴承支撑单元通过Zl后轴承连轴器联接Zl主轴编码器，Zl主轴编码器固定在Zl主轴编码器座；
[0008]所述床身上设有Z2电机座，Z2电机座上安装Z2伺服电机，Z2伺服电机通过Z2电机连轴器联接Z2扭矩传感器，Z2扭矩传感器固定在Z2扭矩传感器座上，Z2扭矩传感器通过Z2扭矩联轴器联接Z2前轴承支撑单元，Z2前轴承支撑单元联接Z2滚珠丝杠副，Z2前轴承支撑单元固定在Z2前轴承座上，Z2滚珠丝杠副的末端联接Z2后轴承支撑单元，Z2后轴承支撑单元固定在Z2后轴承座上，Z2后轴承支撑单元通过Z2后轴承连轴器联接Z2主轴编码器，Z2主轴编码器固定在Z2主轴编码器座；
[0009]所述床身上设有一号直线导轨副和二号直线导轨副，一号直线导轨副和二号直线导轨副分别固定在Zl伺服电机的两侧，一号直线导轨副和二号直线导轨副上设有Zl工作台和Z2工作台，Zl工作台固定联接Zl拖链，Zl工作台上固定安装Zl螺母座，Zl螺母座通过螺母联接Zl滚珠丝杠副，Z2工作台固定联接Z2拖链，Z2工作台上固定安装Z2螺母座，Z2螺母座通过螺母联接Z2滚珠丝杠副，Zl工作台固定联接拉压传感器，拉压传感器通过拉压导杆固定联接Z2工作台。
[0010]所述床身上设有Zl光栅尺和Z2光栅尺，Zl光栅尺正对Zl工作台，Z2光栅尺正对Z2工作台。
[0011]Zl前轴承座上设有Zl前轴承座温度传感器，Zl工作台上设有Zl螺母座温度传感器，Zl后轴支撑座上设有Zl后轴承座温度传感器；
[0012]Z2前轴承座上设有Z2前轴承座温度传感器，Z2工作台上设有Z2螺母座温度传感器，Z2后轴支撑座上设有Z2后轴承座温度传感器。
[0013]电器柜的一侧设有电箱空调，电器柜顶端设有加载力仪表、Zl轴负载扭矩仪表、Z2轴负载扭矩仪表和多路温度显示仪表，电器柜中部设有控制器操作面板和多参数测量显示器。
[0014]本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果:
[0015](I)、本实用新型通过控制系统、伺服系统及其机械结构实现两滚珠丝杠副主从耦合电动加载功能。具体来说一套滚珠丝杠副构成的移动轴处于主动状态，另一套滚珠丝杠副构成的移动轴从动加载状态，并且两套滚珠丝杠副保持同步运动状态。当运动换向时，两根滚珠丝杠副主从功能相互转化，同时保持两滚珠丝杠副间的轴向加载。
[0016](2)、本实用新型通过M代码、系统参数设置、编制加载运动程序等，使试验装置处于主从耦合或非耦合状态，通过加载力的设定，实现两滚珠丝杠副恒力加载、变力加载以及无加载的高速往复运动，实现产品轴向加载载荷谱变化的要求，满足产品精度保持性、产品可靠性以及产品综合性能对比试验。
[0017](3)、本实用新型采用两套同轴、水平放置的滚珠丝杠副构成两移动轴，两移动轴通过工作台及拉压导杆的联接，实现了两根滚珠丝杠副轴向力的施加。
[0018](4)、本实用新型通过测量传感器，实现两滚珠丝杠副加载力、负载扭矩、设定点的温度以及两滚珠丝杠副行程误差的测量。
【附图说明】
[0019]图1、本实用新型一实施例的控制系统框图；
[0020]图2、本实用新型一实施例的恒力载荷谱框图；
[0021]图3、本实用新型一实施例的变力加载载荷谱框图；
[0022]图4、本实用新型一实施例的整体布置示意图；
[0023]图5、本实用新型一实施例的主视结构图；
[0024]图6、本实用新型一实施例的俯视结构图；
[0025]图7、本实用新型一实施例的三维结构图；
[0026]图8、本实用新型一实施例的行程误差测量框图；
[0027]图9、本实用新型一实施例的温度测量框图；
[0028]图10、本实用新型一实施例的扭矩测量框图；
[0029]图11、本实用新型一实施例的加载力测量框图。
[0030]图中:1、Zl伺服电机，2、Zl电机座，3、Zl电机连轴器，4、Zl扭矩传感器座，5、Zl扭矩联轴器，6、Zl前轴承支撑单元，7、Zl前轴承座，8、Zl螺母座，9、Zl滚珠丝杠副，10、Zl后轴承座，11、Zl后轴承支撑单元，12、Zl后轴承连轴器，13、Zl拖链，14、Zl工作台，15、Zl前轴承座温度传感器，16,Zl螺母座温度传感器，17,Zl后轴承座温度传感器，18,Zl扭矩传感器，19、Zl光栅尺，20、Zl主轴编码器座，21、Zl主轴编码器，22、拉压传感器，23、拉压导杆，24、床身，25、一号直线导轨副，26、二号直线导轨副，31、Z2伺服电机，32、Z2电机座，33、Z2电机连轴器，34、Z2扭矩传感器座，35、Z2扭矩联轴器，36、Z2前轴承支撑单元，37、Z2前轴承座，38、Z2螺母座，39、Z2滚珠丝杠副，40、Z2后轴承座，41、Z2后轴承支撑单元，42、Z2后轴承连轴器，43、Z2拖链，44、Z2工作台，45、Z2前轴承座温度传感器，46、Z2螺母座温度传感器，47、Z2后轴承座温度传感器，48、Z2扭矩传感器，49、Z2光栅尺，50、Z2主轴编码器座，51、Z2主轴编码器；60、电箱空调，61、控制器操作面板，62、加载力仪表，63、Zl轴负载扭矩仪表，64、Z2轴负载扭矩仪表，65、多路温度显不仪表，66、多参数测量显不器，67、电器柜。
【具体实施方式】
[0031]下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。
[0032]如图所示，本实用新型所述的滚珠丝杠副电动耦合伺服加载装置，包括床身24和电器柜67，床身24四周设有回油槽，床身24上设有Zl电机座2，Zl电机座2上安装Zl伺服电机1，Z1伺服电机I通过Zl电机连轴器3联接Zl扭矩传感器18，Zl扭矩传感器18固定在Zl扭矩传感器座4上，Zl扭矩传感器18通过Zl扭矩联轴器5联接Zl前轴承支撑单元6，Zl前轴承支撑单元6联接Zl滚珠丝杠副9，Zl前轴承支撑单元6固定在Zl前轴承座7上，Zl滚珠丝杠副9的末端联接Zl后轴承支撑单元11，Zl后轴承支撑单元11固定在Zl后轴承座10上，Zl后轴承支撑单元11通过Zl后轴承连轴器12联接Zl主轴编码器21，Zl主轴编码器21固定在Zl主轴编码器座20 ;床身24上设有Z2电机座32，Z2电机座32上安装Z2伺服电机31，Z2伺服电机31通过Z2电机连轴器33联接Z2扭矩传感器48，Z2扭矩传感器48固定在Z2扭矩传感器座34上，Z2扭矩传感器48通过Z2扭矩联轴器35联接Z2前轴承支撑单元36，Z2前轴承支撑单元36联接Z2滚珠丝杠副39，Z2前轴承支撑单元36固定在Z2前轴承座37上，Z2滚珠丝杠副39的末端联接Z2后轴承支撑单元41，Z2后轴承支撑单元41固定在Z2后轴承座40上，Z2后轴承支撑单元41通过Z2后轴承连轴器42联接Z2主轴编码器51，Z2主轴编码器51固定在Z2主轴编码器座50 ;床身24上设有一号直线导轨副25和二号直线导轨副26，一号直线导轨副25和二号直线导轨副26分别固定在Zl伺服电机I的两侧，一号直线导轨副25和二号直线导轨副26上设有Zl工作台14和Z2工作台44，Zl工作台14固定联接Zl拖链13，Zl工作台14上固定安装Zl螺母座8，Zl螺母座8通过螺母联接Zl滚珠丝杠副9，Z2工作台44固定联接Z2拖链43，Z2工作台44上固定安装Z2螺母座38，Z2螺母座38通过螺母联接Z2滚珠丝杠副39，Zl工作台14固定联接拉压传感器22，拉压传感器22通过拉压导杆23固定联接Z2工作台44。床身24上设有Zl光栅尺19和Z2光