专利名称：光栅式滚珠丝杠行程动态检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及长度计量仪器，特别是一种光栅式滚珠丝杠 行程动态检测仪。
技术背景l.目前国内生产丝杠检测仪的厂家极少，价格昂贵。进口仪器 的价格更是高不可攀。2.目前市场上也可见到激光式的丝杠检测仪，但由于 激光对检测环境的要求较苛刻，且价格昂贵，因此只有在精度要求极高的情 况下才选用。3.—些厂家用万工显等通用仪器来进行静态测量，测量点数据 少，误差值代表性差，不可靠，测量过程操作困难。且不能测量大工件。4. 由于市场上可供选择的丝杠检测仪规格品种、品牌极少，价格昂贵，导致很 多丝杠生产厂家采用自制检具来测量，测量结果无权威性。5.目前丝杠动态 检测仪的一项技术缺陷是其高频振动误差难以控制及数据处理困难。6.丝杠 变形调整方法存在问题。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种光栅式滚珠丝杠行程动态 检测仪，该检测仪使用方便、操作简单，测量范围大、由计算机控制的动态 测量及可进行大量的测量数据处理，实时显示测量过程数据、测量精度高、 测量效率高、结构通用性极高而系列产品生产成本低的高精度的光栅式滚珠 丝杠动态检测仪。
本实用新型的构成由底座、头架、拨盘、浮动支承、工作台滑架、尾 架、光栅头、柔性随动测量架、金属光栅尺、电控箱、计算机和打印机组成， 在底座1上安装头架2、尾架7、工作台滑架6和浮动支承5，贴附在底座光栅尺座上的金属光栅尺10，在工作台滑架6上安装柔性随动测量架9，光栅 头8连接在柔性随动测量架9的柔性随动系统上，在头架2内装有精密圆光 栅和伺服电机，在头架的前面安装拨盘3，另有电控箱ll、计算机12和打 印机13，整个系统由计算机测量软件控制，通过计算机处理并显示测得数据 与打印测量结果。
与现有技术比较，本实用新型具有以下优点
1. 在此技术下，可设计成二米、三米、五米、八米、十米等各种规格 尺寸的光栅式滚珠丝杠行程动态检测仪。本实用新型的技术方案的通用性很 高，其头架、尾架、工作台及测量架、底座结构、浮动支承等各组件具有很 高的通用性。所以该实用新型技术下的仪器系列产品的生产成本可以大幅度 的降低，进而降低销售价格，具有极大的市场竞争力。
2. 本实用新型的测量优点是①首先是一种动态测量，可以连续测量大 量的数据并通过计算机进行实时处理。检测后计算机可打印原始数据曲线或 处理后的检测项目数据，也可进行数据库管理，进行自动计算与精度评定， 可以使滚珠丝杠的检测效率得到较大提高。②与静态测量相比，动态测量具 有采用点数多测量可靠、测量速度快的优点，可以大幅度减轻工作强度。
3. 本实用新型属于动态自动测量，计算机数据自动处理，使用十分方便， 完全避免了静态测量中的人为错误。
4. 本实用新型中，光栅式的最大优点就是偏离20。C时，钢带光栅尺和被 检丝杠(也是钢材料)同步伸縮，而钢带光栅尺的对应计数值却是不变的， 所以理论上偏离2(TC不带来误差影响，所以光栅式丝杠仪也可以检测高精度 的丝杠。
5. 软件其他优点① WIND0WS界面，用户操作直观、方便。
② 可在动态测量过程中直接观察误差曲线过程和在界面窗口上观察测 量值的动态数据记录过程，并在测量结束后重新调出数据逐点检査。
③ 测量结束后即可在电脑上进行误差处理并打印出测量结果。
④ 可进行误差补偿操作。

图1是本实用新型结构示意图，图2是图1的左视图，图3 是控制箱结构图，图4是本实用新型测量原理示意图。
图中l.底座，2.头架，3.拨盘，4.被测件，5.浮动支承，6.工作台滑架， 7.尾架，8.光栅头，9.柔性随动测量架，IO.金属光栅尺，ll.电控箱，12.计算 机，13.打印机，14.轴向位移信号，15.计数卡，16.角位移信号，17.角度，18. 长度基准，19.测头。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示头架2安装在设有导轨的底 座1上，尾架7可在底座1上移动，头尾架间顶紧被测件4。金属光栅尺10 贴附在底座上的光栅尺座上，光栅头8连接在测量架9的柔性随动系统上， 被测量头带动和工作台滑架6同步移动。柔性随动测量架9固定在工作台滑 架6上，该测量架设计为一个柔性随动系统，可有效消除动态测量中的多种 原因产生的微量振动引起的误差。给出转动角位移量的精密圆光栅固定于拨 盘3后部的头架内，由头架中的伺服电机驱动转动，通过拨盘3带动被测件 4旋转。在柔性随动测量架9上的测头分为带动头、测量头各一个，带动头 是固定在柔性随动测量架9上的，固定后可视为与测量架刚性连接，带动头 置于滚珠丝杠的滚道内，丝杠旋转时推动带动头沿丝杠轴线运动进而推动工 作台滑架6运动。
对细长丝杠，由于重力变形必须采用支承结构。本实用新型的浮动支承5的一大优点是在上升顶紧时对丝杠轴线无侧向推力，有效避免了在顶紧调
节丝杠轴线时又带来了水平横向变形，同时具有浮动式自动定心结构功能。 电控箱11是件独立的直接放置在地上的箱体。电控箱内主要有供电电 路、头架伺服电机的受控执行与驱动电路、圆光栅信号采集处理电路、单片
机控制及与主计算机12的通讯电路。
本实用新型测量原理说明本实用新型的测量系统采用"同步位移比较 法"进行。其测量原理由图4所示计数卡15以一定的采样间隔同步采集
角位移信号16以及测头轴向位移信号14，通过计数卡15本身所具有的信号
处理系统将两路信号进行高倍电子细分后传送给计算机系统，再由相应的软
件将信号转换为位移量，通过计算机12实时处理计算出丝杠误差值。两路 信号在计算机处理之间未发生任何联系，通过计算机处理使它们成为丝杠4 运动的角度17基准量(认为是标准值，由此计算出行程标准值)和轴向位 移量，并通过比较计算得出误差值。
本实用新型的整机系统驱动、控制及数据采集、处理、输出过程的一般 说明-
测量时在计算机控制界面上输入用户参数，包括滚珠丝杠参数、采集参 数、主轴转速及方向、采样周期等，启动测量。
控制电机驱动主轴转动，使丝杠按给定速度转动。
数据采集包括长光栅、圆光栅；进行实时的误差计算与误差补偿。计算 出行程误差，在电脑上显示误差数据及误差曲线，也可通过打印机将其打出。 测量结束后将所测数据存入数据库或数据文件。
权利要求1.一种光栅式滚珠丝杠行程动态检测仪，由底座、头架、拨盘、浮动支承、工作台滑架、尾架、光栅头、柔性随动测量架、金属光栅尺、电控箱、计算机和打印机组成，其特征在于在底座(1)上安装头架(2)、尾架(7)、工作台滑架(6)和浮动支承(5)，贴附在底座光栅尺座上的金属光栅尺(10)，在工作台滑架(6)上安装柔性随动测量架(9)，光栅头(8)连接在柔性随动测量架(9)的柔性随动系统上，在头架(2)内装有精密圆光栅和伺服电机，在头架的前面安装拨盘(3)，另有电控箱(11)、计算机(12)和打印机(13)，整个系统由计算机测量软件控制，通过计算机处理并显示测得数据与打印测量结果。
专利摘要一种光栅式滚珠丝杠行程动态检测仪，属于长度计量仪器，在底座(1)上安装头架(2)、可移动的尾架(7)、工作台滑架(6)、具有自动调心功能的浮动支承(5)，贴附在底座光栅尺座上的金属光栅尺(10)，在工作台滑架(6)上安装柔性随动测量架(9)，光栅头(8)连接在柔性随动测量架(9)的柔性随动系统上，在头架(2)内装有精密圆光栅和伺服电机，在头架的前面安装拨盘(3)，另有电控箱(11)、计算机(12)和打印机(13)，整个系统由计算机测量软件控制，可以连续测量大量数据并通过计算机进行实时处理，计算机显示测得数据与打印测量结果，适用于长度计量。
文档编号G01B11/02GK201434668SQ20092012535
公开日2010年3月31日 申请日期2009年4月16日 优先权日2009年4月16日
发明者胡列科 申请人:贵阳新天光电科技有限公司