滚动直线导轨副滑块几何/型面精度检测方法及装置研发

发布时间：2021-04-20 09:35

　　本课题以国家科技重大专项"高档数控机床与基础制造装备研究（2016ZX04004007）"为背景,完成滚动直线导轨副滑块的几何与型面精度检测的方法与装置的设计,通过激光位移传感器倾斜安装,运用轮廓椭圆拟合的方法,解决了国内滚动直线导轨副滑块内滚道数据的提取难点问题。首先通过动力学建模理论研究方式,分析了滑块精度对导轨副精度的直接影响,论证了对滚动直线导轨副滑块几何与型面精度检测的必要性。确定滚动直线导轨副滑块几何与型面精度待检测内容与检测方案。结合合作单位提出的检测要求,确定滚动直线导轨副滑块型面精度待检测内容。基于待检测内容设计多种检测方案,对比各种方案的优劣,确定最佳检测方案。对选定的检测方案进行试验验证。基于方案,设计实验工装、编写算法程序、进行等效测量方案的验证试验,根据实际工况,确定滚动直线导轨副滑块几何与型面精度检测装置的设计方案。完成滚动直线导轨副滑块的几何与型面精度检测装置的结构设计。包括总体结构、各个分部结构设计及辅助部件结构设计等,对床身部件、横梁部件、基准面测量部件、内滚道测量部件、夹具台部件、防护系统、防尘与布线系统等,进行了详细的分析、计算和设计,并完成整个试... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 滚动直线导轨副滑块几何/型面精度检测现状研究
        1.2.1 滚动直线导轨副滑块几何/型面精度的研究现状
        1.2.2 滚动直线导轨副滑块几何精度检测方法与装置研究介绍
        1.2.3 滚动直线导轨副滑块型面精度检测方法与装置研究介绍
        1.2.4 现阶段研究存在的问题
    1.3 课题背景意义及主要研究内容
        1.3.1 课题背景与意义
        1.3.2 本课题主要研究内容
    1.4 本章小结
2 滚动直线导轨副滑块几何/型面精度对导轨副运动性能的影响
    2.1 滚动直线导轨副出厂性能检测指标
    2.2 滚动直线导轨副动力学分析
        2.2.1 滚动直线导轨副动力学建模
        2.2.2 理想情况下滚动直线导轨副滑块各广义坐标的运动微分方程
        2.2.3 存在平行度误差的滚动直线导轨副滑块各广义坐标的运动微分方程
        2.2.4 存在位置度误差的滚动直线导轨副滑块各广义坐标的运动微分方程
        2.2.5 同时存在平行度误差与位置度误差的滚动直线导轨副滑块各广义坐标的运动微分方程
    2.3 结果分析对比
    2.4 本章小结
3 滚动直线导轨副滑块几何/型面精度检测方案设计
    3.1 滚动直线导轨副滑块基准面几何/型面精度检测方案设计
    3.2 滚动直线导轨副滑块内滚道几何/型面精度检测方案设计
        3.2.1 投影式测量方案设计
        3.2.2 直角棱镜测量方案设计
        3.2.3 激光位移传感器倾斜式安装测量方案设计
    3.3 激光位移传感器倾斜式安装采集滑块内滚道数据的完整性试验研究
        3.3.1 试验目的
        3.3.2 试验原理
        3.3.3 试验平台介绍
        3.3.4 传感器安装方式
        3.3.5 实验结果及分析
    3.4 本章小结
4 滚动直线导轨副滑块几何/型面精度检测算法
    4.1 滚动直线导轨副滑块几何/型面精度检测指标
    4.2 滚动直线导轨副滑块几何/型面精度检测传感器布局
    4.3 滚动直线导轨副滑块几何/型面精度检测算法
        4.3.1 滚动直线导轨副滑块基准面几何/型面精度检测算法
        4.3.2 滚动直线导轨副滑块内滚道几何/型面精度检测算法
        4.3.3 滚动直线导轨副滑块几何/型面精度一体化检测算法
    4.4 安装偏差存在时对滚动直线导轨副滑块几何/型面精度检测结果的影响
    4.5 本章小结
5 滚动直线导轨副滑块内滚道几何/型面精度检测方案测量结果稳定性与准确性试验
    5.1 试验目的
    5.2 试验平台
    5.3 滚动直线导轨副滑块内滚道几何/型面精度检测方案仿真分析
        5.3.1 试验台的运动精度
        5.3.2 传感器性能
        5.3.3 测量系统精度仿真分析
    5.4 滚动直线导轨副滑块内滚道几何/型面精度检测方案试验验证
        5.4.1 试验介绍
        5.4.2 误差分析
    5.5 本章小结
6 滚动直线导轨副滑块几何/型面精度检测装置系统设计
    6.1 滚动直线导轨副滑块几何/型面精度检测装置结构设计
        6.1.1 夹具台部件结构设计
        6.1.2 滑块基准面测量部件
        6.1.3 内滚道测量部件
        6.1.4 横梁部件结构设计
        6.1.5 立臂与托板设计
        6.1.6 床身设计
        6.1.7 辅助结构设计
    6.2 滚动直线导轨副滑块几何/型面精度检测装置测控系统硬件设计
        6.2.1 稳定模块设计
        6.2.2 待测件夹紧控制模块
        6.2.3 基准面检测模块
        6.2.4 内滚道检测模块
    6.3 滚动直线导轨副滑块几何/型面精度检测装置测控系统硬件结构搭建
        6.3.1 硬件结构总体介绍
        6.3.2 上位机的各组件介绍
        6.3.3 控制模块的结构
        6.3.4 测试模块的结构
    6.4 本章小结
7 滚动直线导轨副滑块几何/型面精度检测装置精度分析
    7.1 精度要求
    7.2 影响装置精度因素
    7.3 检测装置精度分析
    7.4 检测装置总体精度分析
    7.5 本章小结
8 总结与展望
    8.1 论文主要研究成果
    8.2 不足与展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]滚动直线导轨副滑块精度检测仪的研制[J]. 叶飞原,张艳红,杨炫召.  制造技术与机床. 2016(05)
[2]保证滑块精度一致性的加工工艺改进[J]. 赵顺利,付承云.  制造技术与机床. 2015(11)
[3]滚动直线导轨副运动精度测试与分析方法研究[J]. 徐丹,梁医,欧屹,冯虎田.  组合机床与自动化加工技术. 2015(01)
[4]数控机床导轨滑块结合部组建模与参数辨识方法研究[J]. 杨勇,张为民,陈希光.  农业机械学报. 2014(07)
[5]机械结合部等效材料参数建立与试验[J]. 石坤,宋俐,师俊平.  农业机械学报. 2014(02)
[6]滚柱直线导轨副综合性能检测系统开发[J]. 张允良,王肇贵,赵顺利,刘建佐.  装备制造技术. 2013(05)
[7]连杆孔中心线平行度测量计算方法研究[J]. 张文睿,张保成.  机械研究与应用. 2012(05)
[8]金属材料结合部法切向刚度修正与实验验证[J]. 田红亮,赵春华,朱大林,秦红玲,李响,毛宽民.  农业机械学报. 2012(06)
[9]一种机床固定结合部的动力学参数化建模方法[J]. 毛宽民,黄小磊,李斌,田红亮.  华中科技大学学报(自然科学版). 2012(04)
[10]基于结合部动力学特性的立柱-主轴系统动力学模型研究[J]. 米良,殷国富,孙明楠,王小虎.  农业机械学报. 2011(12)

硕士论文
[1]滚动直线导轨副用钳制器试验台设计及试验研究[D]. 李坤.南京理工大学 2016
[2]滚动直线导轨副摩擦力与精度检测仪器设计与试验分析[D]. 连宇臣.南京理工大学 2016
[3]滚动直线导轨副摩擦力动态测量系统设计与分析[D]. 赵江杰.南京理工大学 2007



本文编号：3149435