[发明专利]滚珠丝杠加工分段补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及精密机械加工技术领域，具体涉及一种滚珠丝杠加工分段补偿方法。

背景技术

随着微型计算机及传感测试技术的发展，滚珠丝杠作为高效、精密传动部件在数控机床和各种自动化设备上得到广泛应用且对滚珠丝杠的质量要求也越来越高。但由于滚珠丝杠在磨削加工过程中影响因素众多，其磨削加工螺距误差一直是滚珠丝杠制造企业研究的重要问题。其中，磨削加工热变形是造成滚珠丝杠磨削加工螺距误差的重要来源，也是影响滚珠丝杠加工表面质量的重要因素来源。

目前，已有技术的磨削加工热变形均匀补偿技术已被应用于滚珠丝杠加工过程中。为补偿磨削过程中产生的热变形，通常采用的方法是在数控磨床尾座上安装一个光栅尺，用以测量丝杠由于磨削热而产生的伸长量，并据此对热变形误差进行均匀补偿。而且补偿的方法一般都是依据滚珠丝杠的长度，计算出每个螺距的平均热变形量，然后对其螺距误差进行补偿。但是，由于滚珠丝杠在磨削过程中，热源(砂轮与工件的磨削热)始终处于运动之中，所产生的热变形是不均匀的。所以，导致采用这种均匀补偿的方法难以有效减小由热变形引起滚珠丝杠螺距误差，特别是对于长滚珠丝杠的磨削加工，均匀补偿方法更是难以保证磨削滚珠丝杠的精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种区别于以往均匀补偿方法的滚珠丝杠加工分段补偿方法，可有效减小滚珠丝杠因磨削热变形不均匀引起的螺距误差，提高滚珠丝杠磨削加工精度，改善滚珠丝杠磨削加工表面质量。

本发明专利的滚珠丝杠加工分段补偿方法，具有这样的特征，包括：获取基于滚珠丝杠加工过程而分析计算得到的基准曲线；确定基准误差圆；依据基准误差圆的圆心和基准曲线的原点，获取基准公切线斜率；由基准曲线的原点开始，将基准误差圆的圆心沿着基准曲线的方向逐点确认，再依据此点和基准误差圆的圆心，获取此点的公切线斜率；当一旦判断到公切线斜率与基准公切线斜率相一致时，将基准曲线中的此点设置为用于进行分段补偿的分段点；以分段点开始继续沿着基准曲线重复逐点确认并判断，直至公切线斜率与基准公切线斜率在一定范围内相一致，依次获取到所有分段点，并依据所有分段点对应得到各个分段螺距补偿量；以及在滚珠丝杠磨削加工过程中根据各个分段螺距补偿量进行分段补偿。

在本发明专利的滚珠丝杠加工分段补偿方法，还可以具有这样的特征：其中，基准曲线是以有限二元分析方法为计算方法，在预定误差范围内分析得到的规律曲线，且此基准曲线的预定误差范围是由滚珠丝杠的型号或加工精密程度参数设定。

在本发明专利的滚珠丝杠加工分段补偿方法，还可以具有这样的特征：其中，基准误差圆是以基准曲线的原点为圆心，以滚珠丝杠的型号或加工精密程度参数为基准半径获得。

在本发明专利的滚珠丝杠加工分段补偿方法，还可以具有这样的特征：其中，由圆点位于此点的基准误差圆与基准曲线的公切线交点获得基准公切线斜率，此公切线交点的获取分别由基于与此点的基准误差圆和基准曲线的切点的相交点确定。

在本发明专利的滚珠丝杠加工分段补偿方法，还可以具有这样的特征：其中，在获取基准曲线中进行判断的点的公切线斜率的步骤中，包含：公切线斜率基于基准误差圆和所判断的点的公切线之间的第一切点和基准曲线和所判断的点的公切线之间的第二切点确定。

在本发明专利的滚珠丝杠加工分段补偿方法，还可以具有这样的特征：其中，当此判断的点的公切线斜率与基准公切线斜率保持一致时，将此点作为分段点，直至此点的基准误差圆和曲线之间不存在任何公切线。

在本发明专利的滚珠丝杠加工分段补偿方法，还可以具有这样的特征：其中，所获取的分段点的数量包含至少2个，此数量的上限依据滚珠丝杠型号和精度参数计算的复杂程度来设定。

在本发明专利的滚珠丝杠加工分段补偿方法，还可以具有这样的特征：其中，通过有限元分析方法计算得到与滚珠丝杠匹配的总变形长度量，和/或进一步进行以下步骤：通过对滚珠丝杠的变形进行实际采集得到实际总变形量；以及依据实际总变形量修正总变形长度量，得到修正后总变形长度量。

在本发明专利的滚珠丝杠加工分段补偿方法，还可以具有这样的特征：其中，依照所获得各个分段点，对滚珠丝杠的总长度进行分段而得到各个分段距离。

在本发明专利的滚珠丝杠加工分段补偿方法，还可以具有这样的特征：其中，依据各个分段距离之间的比例，对总变形长度量或修正后总变形长度量进行分段，得到与各个分段距离分别对应的各个分段螺距补偿量。

发明的作用和效果