激光行星滚珠丝杠导程测量仪

激光滚珠丝杠导程测量仪

用途

高承载滚柱丝杠动态精度测量装置主要用于测量行星滚柱丝杠副行程误差（有效行程内的平均行程误差、有效行程内的行程变动量、任意 300mm 轴向行程内行程变动量、2π弧度内行程变动量）以及丝杠零件螺纹导程精度。(更多要求，支持非标定制！)

主要功能

测量零预压丝杠副及丝杠（零件）的单导程、累计导程、分段导程。

主要指标

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方案特点

Ø 采用大理石为测量机床身基础，测量机受温度影响小，长期使用稳定性好。

Ø 采用光幕传感器对被测丝杠外径的跳动量进行监控，以保证有效测量。

Ø 旋转头采用DD马达直驱，响应快，回转角精度高。

Ø 为了满足大导程丝杠的测量，旋转编码器为80000线/圈，即被测丝杠导程范围在1mm~20mm时，分辨率为0.0125μm~0.25μm。

Ø 主导轨采用气浮导轨，运动精度高，运动磨擦力小。

Ø 测量头采用浮动结构，被测丝杠的跳动对导程测量影响误差小。

Ø 机床上多路温度传感器，实时对测量进行温度补偿。

Ø 机台带有抑流罩，最大程度抑制环境灰尘、气流、温度变化对测量的干扰。

机台机身构件

    机台机身是机台实现长期稳定测量的基础，本方案中机台采用天然大理石为测量机台的主体，所有功能部件均安装于大理石台面，使机台长期使用稳定，且具有较强的抑制环境振动的能力，保证测量精度。

测量导轨的导轨体为与机台身为一体式天然大理石，长期使用不变形，导轨精度保持长久。

经有限元分析优化后，本方案中机台结构简图如下所示，其中厚度设计为350mm，长度为1200mm，宽度为600mm，重量约为1吨，有效保证机台长期使用的稳定性，且有较强的抑制环境振动的能力。

为了实现精密测量，对大理台工作面提出技术要求，其中，平面度要求为0.005mm,粗糙度要求为Ra≤0.4μm，底面对工作面的平行要求≤0.01mm。

马达驱动器

马达驱动器选用优质智能驱动器。该智能驱动器配备了微控制器单元（MCU），支持编程和参数配置，实现定制化的控制策略；且其采用高速高精度的数字信号处理器（DSP），能够实时监测和控制电机运行状态，内置创新抑振控制算法，能有效消除机械共振，具有精准控制、高响应性、多功能性、稳定性和可靠性等优势，满足本方案中对控制的要求。

光栅读数系统

光栅，也称为光栅尺位移传感器（光栅尺传感器），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点，一套光栅读数系统由读数头和光栅尺组成。

测量方式

双顶测量

本方案支持双尖测量。测量时，安装在旋转盘上的拨叉带动与被测件刚性联接的鸡心夹旋转。该拨叉设计为双向拨动，为了解决主头架旋转跳动对拨叉的影响，拨叉一端设计为滚动轴承，旋转时，通过滚动轴承使拨杆相对于拨叉作微量运动，消除主头架旋转跳动问题。

一夹一顶测量

本方案支持一夹一顶测量。

采用一夹一顶的方式进行测量时，线杠经夹持后与旋转轴心同心度成为影响测量精度的重大因素。

引起同心度偏差的原因有如下几点：

①　丝杠外圆（夹持面）为非加工基准，外圆与实际丝杠轴心存在跳动，精密加工预计跳动量在3~8μm。

②　夹持时采用精密三爪卡盘夹持，精度三爪卡盘的重复定位精度在6~12μm。

③　为了避免三爪卡盘夹持丝杠外圆时夹伤丝杠外圆面，需在丝杠外圆安装软铜套保护，这将引入3~8μm的同心度误差。

④　精密三爪卡盘与旋转头通过莫氏锥柄联接，产生3~8μm的同心度误差。

上述误差源综合算，采用“一夹一顶”方式测量时夹持端存在15~36μm的跳动误差，严重影响滚珠丝杠导程的精度测量。

本方案采用二维光幕传感器，对丝杠外圆相对旋转头架的跳动进行测量，当跳动量偏大时，通过调整台将丝杠调整至与旋转头旋转轴心同心，解决上述问题。

使用环境要求

Ø 室内周围应无影响测量的灰尘、振动、噪音、气流、腐蚀性气体和较强磁场

Ø 地面震动最大RMS： ＜50HZ  2.5μm/s  /  ＞50HZ  5.0μm/s

Ø 电源：AC 220V±5%  50Hz   单独地线

Ø 功率需求：1000W

Ø 温度：现场温度：17～24℃   理想温度：20±2℃  阶梯温度不超过1℃/h

Ø 相对湿度：＜85%（无凝露）

Ø 气源：空压机气源压力：0.5-0.8Mpa 空压机气源流量：＞0.2m³/min，

仪器入口空气压力露点＜10℃     油雾浓度＜0.5mg/m³    固态物＜3μm

固态颗粒含量：＜5mg/m³

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