一种滚动直线导轨副五维刚度测试工装

本发明涉及直线导轨副刚度测试，更具体地说是涉及一种滚动直线导轨副五维刚度测试工装。

背景技术：

1、滚动直线导轨副一般由导轨、滑块、反向器、滚动体和保持器组成，它是一种新型的作相对往复直线运动的滚动支承，能以滑块和导轨间的钢球滚动来代替直接的滑动接触，并且滚动体可以借助反向器在滚道和滑块内实现无限循环。滚动直线导轨副具有摩擦系数小、运行精度高、无爬行、耐磨损、刚度高、热变形小等优点，被广泛用作高精度数控机床和加工中心的导向部件。

2、刚度是影响滚动直线导轨副性能的重要因素之一，衡量导轨副的承载以及耐磨损、抗疲劳等性能都与刚度有着密不可分的联系。滚动直线导轨副的刚度测试分为垂直、俯仰、倾斜、横向和偏摆这五个方向。现有的刚度测试装置通常是一个测试方向配备一个单独的测试工作，在测试过程中，不同方向的刚度测试需要更换对应的测试工装，并重新安装位移传感器，拆装繁琐，浪费时间。

3、因此，如何提供一种能够提高测试效率的滚动直线导轨副五维刚度测试工装是本领域亟需解决的技术问题之一。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种滚动直线导轨副五维刚度测试工装，目的就是为了解决现有技术中存在的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：

3、一种滚动直线导轨副五维刚度测试工装，包括：用于对滚动直线导轨副进行垂直、俯仰和倾斜刚度测试的第一工装结构和用于对滚动直线导轨副进行横向和偏摆刚度测试的第二工装结构；所述第一工装结构和所述第二工装结构相配合组成一套完整的五维刚度测试工装；

4、当对滚动直线导轨副进行刚度测试时，首先将滚动直线导轨副固定安装在测试装置的工作台上，然后将所述第一工装结构或所述第二工装结构固定安装在滚动直线导轨副上，再将若干个位移传感器安装在所述第一工装结构或所述第二工装结构，最后通过测试装置的加载头对所述第一工装结构或所述第二工装结构施加垂直向下的载荷。

5、优选地，所述第一工装结构的横截面形状为十字形。

6、优选地，所述第一工装结构顶端前后、左右及中间位置处均设有交叉设置的第一凹槽和第二凹槽；所述第二凹槽设置于所述第一凹槽中间位置处。

7、优选地，当使用所述第一工装结构进行滚动直线导轨副的垂直、俯仰和倾斜刚度测试时，所述位移传感器的数量为四个，分别为第一位移传感器、第二位移传感器、第三位移传感器和第四位移传感器；所述第一位移传感器和所述第二位移传感器左右对称设置于所述第一工装结构的前端；所述第三位移传感器和所述第四位移传感器左右对称设置于所述第一工装结构的后端；所述第一位移传感器和所述第三位移传感器位于同一侧；所述第二位移传感器和所述第四位移传感器位于同一侧。

8、优选地，当进行滚动直线导轨副的垂直、俯仰和倾斜刚度测试时，首先将所述滚动直线导轨副的导轨固定连接于所述工作台顶端，并将第一工装结构固定连接于所述滚动直线导轨副的滑块顶端，然后将所述第一位移传感器、所述第二位移传感器、所述第三位移传感器和所述第四位移传感器安装在所述第一工装结构上，并根据测试需要选择相应的第一受力件并将其安装在对应的所述第一凹槽或所述第二凹槽内，最后所述加载头通过所述第一受力件对所述第一工装结构施加垂直向下的载荷。

9、优选地，所述第二工装结构为长方体结构。

10、优选地，所述第二工装结构顶端前后及中间位置处均设有交叉设置的第三凹槽和第四凹槽；所述第四凹槽设置于所述第三凹槽中间位置处。

11、优选地，当使用第二工装结构进行滚动直线导轨副的横向和偏摆刚度测试时，所述位移传感器的数量为两个，分别为第五位移传感器和第六位移传感器；所述第五位移传感器和所述第六位移传感器对称设置于所述第二工装结构侧面。

12、优选地，当进行滚动直线导轨副的横向和偏摆刚度测试时，首先在所述工作台顶端安装固定座，并将所述滚动直线导轨副的导轨固定安装在固定座侧面，然后将所述第二工装结构固定安装在所述滚动直线导轨副的滑块远离固定座一侧，并将所述第五位移传感器和所述第六位移传感器安装在第二工装结构上，再根据测试需要选择相应的第二受力件并将其安装在对应的所述第三凹槽或第四凹槽内，最后所述加载头通过所述第二受力件对所述第二工装结构施加垂直向下的载荷。

13、优选地，所述工作台底端设有底座。

14、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

15、1)本发明通过第一工装结构和第二工装结构相配合组成五维刚度测试工装，可以实现对滚动直线导轨副的垂直、俯仰、倾斜、横向和偏摆刚度测试，从而不仅可以简化工装，减少占用空间，而且可以减少位移传感器拆装次数，提高测试效率；

16、2)本发明通过改变第一工装结构和第二工装结构的尺寸，使加载工装的受力处总厚度大于滚动直线导轨副受力处总厚度的两倍，可以减少工装在承载过程中的变形。

技术特征：

1.一种滚动直线导轨副五维刚度测试工装，其特征在于，包括：用于对滚动直线导轨副进行垂直、俯仰和倾斜刚度测试的第一工装结构(1)和用于对滚动直线导轨副进行横向和偏摆刚度测试的第二工装结构(2)；所述第一工装结构(1)和所述第二工装结构(2)相配合组成一套完整的五维刚度测试工装；

2.根据权利要求1所述的一种滚动直线导轨副五维刚度测试工装，其特征在于，所述第一工装结构(1)的横截面形状为十字形。

3.根据权利要求2所述的一种滚动直线导轨副五维刚度测试工装，其特征在于，所述第一工装结构(1)顶端前后、左右及中间位置处均设有交叉设置的第一凹槽(5)和第二凹槽(6)；所述第二凹槽(6)设置于所述第一凹槽(5)中间位置处。

4.根据权利要求3所述的一种滚动直线导轨副五维刚度测试工装，其特征在于，当使用所述第一工装结构(1)进行滚动直线导轨副的垂直、俯仰和倾斜刚度测试时，所述位移传感器的数量为四个，分别为第一位移传感器(7)、第二位移传感器(8)、第三位移传感器(9)和第四位移传感器(10)；所述第一位移传感器(7)和所述第二位移传感器(8)左右对称设置于所述第一工装结构(1)的前端；所述第三位移传感器(9)和所述第四位移传感器(10)左右对称设置于所述第一工装结构(1)的后端；所述第一位移传感器(7)和所述第三位移传感器(9)位于同一侧；所述第二位移传感器(8)和所述第四位移传感器(10)位于同一侧。

5.根据权利要求4所述的一种滚动直线导轨副五维刚度测试工装，其特征在于，当进行滚动直线导轨副的垂直、俯仰和倾斜刚度测试时，首先将所述滚动直线导轨副的导轨(11)固定连接于所述工作台(3)顶端，并将第一工装结构(1)固定连接于所述滚动直线导轨副的滑块(12)顶端，然后将所述第一位移传感器(7)、所述第二位移传感器(8)、所述第三位移传感器(9)和所述第四位移传感器(10)安装在所述第一工装结构(1)上，并根据测试需要选择相应的第一受力件(13)并将其安装在对应的所述第一凹槽(5)或所述第二凹槽(6)内，最后所述加载头(4)通过所述第一受力件(13)对所述第一工装结构(1)施加垂直向下的载荷。

6.根据权利要求1所述的一种滚动直线导轨副五维刚度测试工装，其特征在于，所述第二工装结构(2)为长方体结构。

7.根据权利要求6所述的一种滚动直线导轨副五维刚度测试工装，其特征在于，所述第二工装结构(2)顶端前后及中间位置处均设有交叉设置的第三凹槽(14)和第四凹槽(15)；所述第四凹槽(15)设置于所述第三凹槽(14)中间位置处。

8.根据权利要求7所述的一种滚动直线导轨副五维刚度测试工装，其特征在于，当使用第二工装结构(2)进行滚动直线导轨副的横向和偏摆刚度测试时，所述位移传感器的数量为两个，分别为第五位移传感器(16)和第六位移传感器(17)；所述第五位移传感器(16)和所述第六位移传感器(17)对称设置于所述第二工装结构(2)侧面。

9.根据权利要求8所述的一种滚动直线导轨副五维刚度测试工装，其特征在于，当进行滚动直线导轨副的横向和偏摆刚度测试时，首先在所述工作台(3)顶端安装固定座(18)，并将所述滚动直线导轨副的导轨(11)固定安装在固定座(18)侧面，然后将所述第二工装结构(2)固定安装在所述滚动直线导轨副的滑块(12)远离固定座(18)一侧，并将所述第五位移传感器(16)和所述第六位移传感器(17)安装在第二工装结构(2)上，再根据测试需要选择相应的第二受力件(19)并将其安装在对应的所述第三凹槽(14)或第四凹槽(15)内，最后所述加载头(4)通过所述第二受力件(19)对所述第二工装结构(2)施加垂直向下的载荷。

10.根据权利要求1所述的一种滚动直线导轨副五维刚度测试工装，其特征在于，所述工作台(3)底端设有底座(20)。

技术总结本发明公开了一种滚动直线导轨副五维刚度测试工装，包括用于垂直、俯仰和倾斜刚度测试的第一工装结构和用于横向和偏摆刚度测试的第二工装结构；第一工装结构和所述第二工装结构相配合组成一套完整的五维刚度测试工装；在使用时，首先将滚动直线导轨副固定安装在测试装置的工作台上，然后将第一工装结构或第二工装结构固定安装在滚动直线导轨副上，再将若干个位移传感器安装在第一工装结构或第二工装结构，最后通过测试装置的加载头对第一工装结构或第二工装结构施加垂直向下的载荷。本发明通过第一工装结构和第二工装结构相配合，可以实现垂直、俯仰、倾斜、横向和偏摆刚度测试，从而可以减少位移传感器拆装次数，提高测试效率。技术研发人员：周长光,施美玲,冯虎田,欧屹受保护的技术使用者：南京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/11/14