[发明专利]高精度直线导轨副静刚度综合测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种可高效高精测量直线导轨副垂直、俯仰、倾斜、偏摆静刚度的测量装置及方法，本发明装置固定座固定在水平的台面板上，导轨副、基准板固定在固定座上，用于测量导轨副变形量的位移传感器组安装在滑动块上；压力传感器与压块连接；加载装置带动压块下降，分别通过圆柱体在滑动块上施加线载荷F₁与F₂；本发明测量方法将载荷F₁与F₂分解为四个方向的等效载荷，位移传感器组测得的变形量亦换算为四个方向的等效变形量。本发明在保证高效测量滚动直线导轨副静刚度的同时，大大提高了测量结果的准确性与可靠性，对导轨副综合静刚度的测评具有重要意义。

技术领域

本发明属于滚动直线导轨副测试领域，特别是一种高精度直线导轨副静刚度综合测 量装置及方法。

背景技术

随着现代化制造技术的蓬勃发展，制造行业对扮演重要角色的数控机床提出了更高 的要求，尤其体现在定位精度，导向精度，加工精度三方面。滚动直线导轨副由于具有摩擦阻力小、运动特性好、寿命长、承载能力好、经济性好等优点，被广泛应用于数控 机床中。但是长期以来，国外产品牢牢占据着国内中高档滚动直线导轨副的市场，而造 成这一局面的根本原因是国内滚动功能部件行业缺少关键基础技术研究和缺乏先进的 检测仪器和产品性能试验设备。

中国发明专利公开号CN105973550A，名称为直线导轨副五种静刚度综合测量装置及其方法，该专利介绍了一种仅通过一套试验工装同时测量出导轨副五种静刚度的装置与方法，该方法加载方式属于点加载，加载力分布不均匀，且没有考虑各个方向变形量 之间的干涉与耦合关系，实验结果与理论结果相差较大，实验效果有待进一步提高。中 国发明专利公开号CN103017992A，名称为直线导轨副静刚度测量装置及方法，该试验 装置需要多套夹具组件，测量直线导轨副静刚度时，需要频繁更换夹具，改变装夹方式， 实验繁琐效率低。中国发明专利公开号CN104075886A，名称为模块化直线导轨副结合 部静刚度测试方法与装置，该方法需要不断转换加载装置的方向，导致加载实验台的结 构设计较复杂，实验时间较长，效率低。

总而言之，关于滚动直线导轨副静刚度的测量，目前一些学者设计的装置及方法均 存在一定的不足，还没有一套可靠性高、效率高且操作简单的测量装置及方法，严重阻碍了滚动直线导轨副静刚度的测评效率及其高刚性设计的发展。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种高精度直线导轨副静刚度综合测量装置及 方法，以解决目前直线导轨副静刚度测评效率低，测量结果不准确的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种高精度直线导轨副静刚度综合测量装置，包括台面板、固定在台面板上端的固 定座、基准板、压块、加压装置、圆柱体、滑动块以及固定在其上的位移传感器组；

所述固定座上端面为斜面，用以固定导轨；且导轨滑动方向与固定座的纵剖面的斜 边垂直；所述基准板垂直固定在固定座上端斜面；所述滑动块下端与滑块固连；滑块与导轨构成直线导轨副；所述滑动块上端面为斜面，且斜面与水平面齐平；所述位移传感 器组包括四个第一位移传感器组、两个第二位移传感器组；所述四个第一位移传感器组 测试方向垂直于固定座上端面，且与固定座上端面接触，用于测量导轨副的垂直变形量、 倾斜角变形量以及俯仰角变形量；四个第一位移传感器组轨两两对称布置在导轨的左右 两侧；两个第二位移传感器垂直于基准板，且与基准板接触，用于测量导轨副的偏摆角 变形量；同一侧的两个第一位移传感器组的测试点连线、两个第二位移传感器组的测试 点连线均平行于导轨的滑动方向；所述滑动块上设有相互垂直的第一V形槽和第二V 形槽；所述第一V形槽长度方向平行于导轨滑动方向，且第一V形槽中心线与导轨中 心线的连线垂直于滑块上端面；所述圆柱体设置在第一V形槽或第二V形槽内；所述 加压装置设置在滑动块上端，对滑动块进行加压，加压装置与圆柱体实现线接触，并实 时获得加压过程的压力。

一种高精度直线导轨副静刚度综合测量方法，包括以下步骤：