滚珠丝杠副静刚度试验台测控系统设计.pdf

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1、第2期组合机床与自动化加工技术NO．22015年2月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2015文章编号：1001—2265(2015)02—0128—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．02．036滚珠丝杠副静刚度试验台测控系统设计术杨蕾，王禹林，韩军，冯虎田(南京理工大学机械工程学院，南京210094)摘要：针对滚珠丝杠副轴向静刚度及静载荷试验台设计了一套专用测控系统，阐述了其硬件环境，包括加载控制系统，数据采集系统，并提出了控制软件的设计方案，并对此测控系统

2、的可行性进行了试验验证。试验结果表明，该测控系统具有测量和控制精度高、运行稳定可靠、操作方便等特点。该设计方案为滚珠丝杠副静刚度的测量提供了软硬件基础。关键词：滚珠丝杠副；静刚度；测控系统；软件设计中图分类号：TH166；TG659文献标识码：ADesignofControlSystemofBallScrewYANGLei，WANGYu—lin，HANJun，FENGHu—tian(SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abs

3、tract：Thispaperintroducesadedicatedcontrolsystemtothestaticrigidityandthedynamicloadratingofballscrewwhichincludestheloadcontrolsystemanddataacquisitionsystem(DAS)，exponentsitshardwareenvironment．Thetestingprogramwasalsoproposed，inaddition，atestwasconductedtoverifythefeasibilityofthete

4、stingprogram．Resultsindicatedthatthecontrolsystemhashighmeasurementandcontrolaccuracy，steadyandreliableoperation，andeasyoperation．Thistestingprogramprovidesagoodsoft—wareandhardwarebaseforthemeasurementofthestaticrigidityofballscrew．Keywords：ballscrew；staticrigidity；controlsystem；softw

5、aredesign0引言杠立式加载，固定被测螺母，施压被测丝杠，并通过一次调装完成被测滚珠丝杠副拉压方向轴向静刚度测滚珠丝杠副作为数控机床进给系统的关键部件，量，最大加载力为600kN。具体结构如图1所示。其各项性能，尤其是轴向静刚度将直接影响到数控机床的定位精度和重复定位精度u。为提高滚珠丝杠副轴向静刚度除了致力于滚珠丝杠的加工工艺外，静刚度测量手段的更新换代也被放在了重要位置。目前国内已有部分学者对滚珠丝杠副轴向静刚度的试验装置进行了研究。然而，采用液压系统进行滚珠丝杠副的轴向加载剖的最大轴向负荷较小，加载系统复杂，成本较高，技术手段不成熟；利用专用夹具进行滚珠

6、丝杠副轴向的拉力测试的可测量直径系列少，通用性较低，加载时只能拉伸不能施压，形式单一。针对此状况，笔者实验室开发出了拉压兼顾的高精度、高载荷、高通用性、多测量位置的试验机．滚珠丝杠副轴向静刚度及静载荷试验台。现根据此试验台测量原理设计了一套测控系统，并运用此系统进行了多次试验，效果良好。下面分别从软件和硬件两方面阐述设计思路。1测量装置图1滚珠丝杠副轴向静刚度试验台此测量装置包括加载组件、防转组件、测量组件以滚珠丝杠副轴向静刚度及静载荷试验台采用双丝收稿日期：2014—05—05；修回日期：2014—05—31{基金项目：国家科技重大专项(2012ZX0400202

7、1)作者简介：杨蕾(1989一)，女，山东德州人，南京理工大学硕士研究生，主要从事滚珠丝I：副轴向静刚度及静载荷的研究，(E—mail)yanglei1413@126．eOiTl；通讯作者：王禹林(1981一)，男，南京人，南京理工大学教师，研究方向为螺纹加工，精密测控技术，(E—mail)wy／一sjtu@126．corn。2015年2月杨蕾，等：滚珠丝杠副静刚度试验台测控系统设计·129·及支撑组件等，测量组件包括力传感器和位移传感器。电平是控制电机正转，低电平是反转；控制器的管脚根据滚珠丝杠副轴向静刚度试验规范所述，位移传感23和11与驱动器的管脚3和4连