一种滚珠丝杠沟道精度检测装置及方法

摘要

本发明公开的一种滚珠丝杠沟道精度检测装置，包括：一底板，底板上设置有一对导轨；滑动配置在一对导轨上的测量机构，待测试滚珠丝杠位于测量机构中，测量机构在待测试滚珠丝杠转动时，对滚珠丝杠的沟道精度进行测量；安装在底板上的固定顶尖装置和活动顶尖装置；固定顶尖装置和活动顶尖装置分设在一对导轨长度方向的两端，固定顶尖装置中的固定顶尖和活动顶尖装置中的活动顶尖分别顶在待测试滚珠丝杠轴线方向的两端。本发明还公开了一种基于上述滚珠丝杠沟道精度检测装置用于测量滚珠丝杠沟道精度检测量的方法。本发明具有操作方便、快捷省力、稳定性高的优点。

权利要求

1.一种滚珠丝杠沟道精度检测装置，其特征在于，包括：一底板，所述底板上设置有一对导轨；

滑动配置在所述一对导轨上的测量机构，待测试滚珠丝杠位于所述测量机构中，所述测量机构在待测试滚珠丝杠转动时，对所述滚珠丝杠的沟道精度进行测量；

安装在所述底板上的固定顶尖装置和活动顶尖装置；所述固定顶尖装置和活动顶尖装置分设在所述一对导轨长度方向的两端，所述固定顶尖装置中的固定顶尖和活动顶尖装置中的活动顶尖分别顶在待测试滚珠丝杠轴线方向的两端；所述固定顶尖装置还包括一固定顶尖安装座，所述固定顶尖安装座固定安装在所述底板上，所述固定顶尖固定在所述固定顶尖安装座上；

所述活动顶尖装置还包括一活动顶尖安装座、活动顶尖固定套、顶尖内置弹簧、推拉连接杆、手柄拉杆、压紧手柄机构安装座、手柄拉杆滑套和压紧手柄，所述活动顶尖安装座和压紧手柄机构安装座固定安装在所述底板上，所述活动顶尖安装座位于所述压紧手柄机构安装座与所述测量机构之间；所述活动顶尖固定套固定安装在所述活动顶尖安装座上，所述活动顶尖采用滑动配合方式置于所述活动顶尖固定套的内孔中；所述活动顶尖的两端延伸出所述活动顶尖固定套的两端，在所述活动顶尖内设置有一端开口的内孔，所述顶尖内置弹簧配置在所述活动顶尖的内孔中，所述推拉连接杆的一端插入所述活动顶尖的内孔中，所述推拉连接杆的另一端与所述手柄拉杆的一端通过联轴器连接；所述手柄拉杆滑套固定安装在所述压紧手柄机构安装座上，所述手柄拉杆的另一端穿过所述手柄拉杆滑套的内孔后并与所述压紧手柄铰接，所述压紧手柄还通过一连杆机构与所述手柄拉杆滑套铰接；检测时扳动压紧手柄，所述压紧手柄驱动所述手柄拉杆进行向前轴向运动，所述手柄拉杆通过联轴器驱动所述推拉连接杆向前轴向运动，所述推拉连接杆通过所述顶尖内置弹簧驱动所述活动顶尖向待测试滚珠丝杆方向轴向运动，顶在所述待测试滚珠丝杠轴线方向的一端上并加载。

2.如权利要求1所述的一种滚珠丝杠沟道精度检测装置，其特征在于，在所述推拉连接杆位于所述活动顶尖的内孔中的这一端开设有一腰形孔，在所述活动顶尖的内孔中设置有一顶尖拉杆限位销，所述顶尖拉杆限位销插入所述腰形孔内并与所述腰形孔配合共同对所述推拉连接杆的轴向运动位置进行限定。

3.如权利要求1所述的一种滚珠丝杠沟道精度检测装置，其特征在于，所述测量机构包括滑动配置在所述一对导轨上的X向移动基座、固定在所述X向移动基座上的一对Y向直线导轨底座、安装在每一Y向直线导轨底座上的Y向直线导轨、滑动配置在每一Y向直线导轨上的Y向滑块；还包括固定安装在其中一个Y向滑块上的第一测头安装块和安装在另一个Y向滑块上的第一测头安装块，在第一测头安装块和第二测头安装块两者相对的表面上各自安装有一个测头，所述测头与所述待测试滚珠丝杆的沟道适配；在所述第一测头安装块上安装有一千分表头接触柱，在所述第二测头安装块上安装有一千分表，测量时，所述千分表的表头顶在所述千分表头接触柱上，测量时，所述千分表跳动数据即为待测试滚珠丝杆沟道的精度数据。

4.如权利要求3所述的一种滚珠丝杠沟道精度检测装置，其特征在于，在每一Y向直线导轨底座上安装有一挡块，所述挡块位于所述Y向滑块的外侧，对所述Y向滑块向外移动位置进行限定。

5.如权利要求3所述的一种滚珠丝杠沟道精度检测装置，其特征在于，所述测头为圆柱形测头。

6.如权利要求3所述的一种滚珠丝杠沟道精度检测装置，其特征在于，所述测头为标准棒型测头。

7.如权利要求1所述的一种滚珠丝杠沟道精度检测装置，其特征在于，在所述底板上安装有一标准件放置工位，在标准件放置工位上放置有滚珠丝杆标准件。

8.如权利要求1所述的一种滚珠丝杠沟道精度检测装置，其特征在于，在所述底板的底面上设置有若干支脚。

9.一种基于权利要求1至8任一项权利要求所述的滚珠丝杠沟道精度检测装置用于测量滚珠丝杠沟道精度检测量的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：使用滚珠丝杆标准件，将滚珠丝杠标准件放入测量机构中并采用固定顶尖和活动顶尖将滚珠丝杆标准件轴线方向的两端顶住，将测量机构中的两个标准棒型测头移动至滚珠丝杆标准件的沟道内，往复移动测量机构使测量机构上的千分表数值稳定后，进行标准数据校对至滚珠丝杠标准件数值；校准后取下滚珠丝杆标准件；

步骤2：将磨削好的待测试滚珠丝杠清洗干净后，放入测量机构中并采用固定顶尖和活动顶尖将待测试滚珠丝杠轴线方向的两端顶住并固定活动顶尖；

步骤3：将测量结构中的两个标准棒型测头放入待测试滚珠丝杠的第一个沟道内，正常的顺序是从左到右；

步骤4：转动待测试滚珠丝杠进行测量，测量机构中的两个标准棒型测头会从待测试滚珠丝杠第一个沟道运动到最后一个沟道；测量过程中，观测千分表数值，千分表数值为实测值，将实测值与待测试滚珠丝杠图纸名义值进行比较，差值即为尺寸的偏差。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤4中，可以往复转动待测试滚珠丝杠，使得测量机构往复运动，来观察稳定性。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，待测试滚珠丝杠旋转360°，千分表会直接显示尺寸的变化量，最大值与最小值的差值即为待测试滚珠丝杠一个单螺距的圆度。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，待测试滚珠丝杠旋转，测试机构行走完毕，千分表显示值得最大值与最小值之差为待测试滚珠丝杠全螺距圆柱度。

说明书

一种滚珠丝杠沟道精度检测装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及滚珠丝杠检测技术领域，特别涉及一种滚珠丝杠沟道精度检测装置及方法。

背景技术

[0002] 新型滚珠丝杠产品的开发、量产；随着对滚道精度及项目多样化要求的逐步提升，原来传统的三针法检测，不仅效率低下，并完全依赖检测人员的熟练程度，单滚道的检测误
差达到3～5um,严重影响批量产品的一次性合套率，很容易造成不合格，导致拆套重新装配
甚至报废，并且检测的项目非常有限，无法综合评定滚道的其它综合精度，无法满足客户对
产品的精度要求。并且滚珠丝杠的滚道呈螺旋式、有多个螺距，丝杆组装成成品后，与丝母
的相对往复运动需要覆盖全滚道，所以特别要求滚道的精度完全能够满足技术要求，各滚
道的精度一致性要好，因此需要开发专业的仪器对丝杆的精度进行综合检测。目前市场上
还没有类似的专业检具。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题之一：在于针对滚珠丝杠检测所存在的问题而提供一种滚珠丝杠沟道精度检测装置，其用于检测滚珠丝杆的沟道综合精度，如沟道的直径尺寸、
滚道从起始端至末端的锥度、单螺距滚道的圆度，全螺距滚道圆柱度。

[0004] 本发明所要解决的技术问题之二：在于提供一种基于上述滚珠丝杠沟道精度检测装置用于滚珠丝杠沟道精度检测的方法。

[0005] 作为本发明第一方面的一种滚珠丝杠沟道精度检测装置，包括：

[0006] 一底板，所述底板上设置有一对导轨；

[0007] 滑动配置在所述一对导轨上的测量机构，所述待测试滚珠丝杠位于所述测量机构中，所述测量机构在待测试滚珠丝杠转动时，对所述滚珠丝杠的沟道精度进行测量；

[0008] 安装在所述底板上的固定顶尖装置和活动顶尖装置；所述固定顶尖装置和活动顶尖装置分设在所述一对导轨长度方向的两端，所述固定顶尖装置中的固定顶尖和活动顶尖
装置中的活动顶尖分别顶在待测试滚珠丝杠轴线方向的两端。

[0009] 在本发明的一个优选实施例中，所述固定顶尖装置还包括一固定顶尖安装座，所述固定顶尖安装座固定安装在所述底板上，所述固定顶尖固定在所述固定顶尖安装座上。

[0010] 在本发明的一个优选实施例中，所述活动顶尖装置还包括一活动顶尖安装座、活动顶尖固定套、顶尖内置弹簧、推拉连接杆、手柄拉杆、压紧手柄机构安装座、手柄拉杆滑套
和压紧手柄，所述活动顶尖安装座和压紧手柄机构安装座固定安装在所述底板上，所述活
动顶尖安装座位于所述压紧手柄机构安装座与所述测量机构之间；所述活动顶尖固定套固
定安装在所述活动顶尖安装座上，所述活动顶尖采用滑动配合方式置于所述活动顶尖固定
套的内孔中；所述活动顶尖的两端延伸出所述活动顶尖固定套的两端，在所述活动顶尖内
设置有一端开口的内孔，所述顶尖内置弹簧配置在所述活动顶尖的内孔中，所述推拉连接
杆的一端插入所述活动顶尖的内孔中，所述推拉连接杆的另一端与所述手柄拉杆的一端通
过联轴器连接；所述手柄拉杆滑套固定安装在所述压紧手柄机构安装座上，所述手柄拉杆
的另一端穿过所述手柄拉杆滑套的内孔后并与所述压紧手柄铰接，所述压紧手柄还通过一
连杆机构与所述手柄拉杆滑套铰接；检测时扳动压紧手柄，所述压紧手柄驱动所述手柄拉
杆进行向前轴向运动，所述手柄拉杆通过联轴器驱动所述推拉连接杆向前轴向运动，所述
推拉连接杆通过所述顶尖内置弹簧驱动所述活动顶尖向待测试滚珠丝杆方向轴向运动，顶
在所述待测试滚珠丝杠轴线方向的一端上并加载。

[0011] 在本发明的一个优选实施例中，在所述推拉连接杆位于所述活动顶尖的内孔中的这一端开设有一腰形孔，在所述活动顶尖的内孔中设置有一顶尖拉杆限位销，所述顶尖拉
杆限位销插入所述腰形孔内并与所述腰形孔配合共同对所述推拉连接杆的轴向运动位置
进行限定。

[0012] 在本发明的一个优选实施例中，所述测量机构包括滑动配置在所述一对导轨上的X向移动基座、固定在所述X向移动基座上的一对Y向直线导轨底座、安装在每一Y向直线导
轨底座上的Y向直线导轨、滑动配置在每一Y向直线导轨上的Y向滑块；还包括固定安装在其
中一个Y向滑块上的第一测头安装块和安装在另一个Y向滑块上的第一测头安装块，在第一
测头安装块和第二测头安装块两者相对的表面上各自安装有一个测头，所述测头与所述待
测试滚珠丝杆的沟道适配；在所述第一测头安装块上安装有一千分表头接触柱，在所述第
二测头安装块上安装有一千分表，测量时，所述千分表的表头顶在所述千分表头接触柱上，
测量时，所述千分表跳动数据即为待测试滚珠丝杆沟道的精度数据。

[0013] 在本发明的一个优选实施例中，在每一Y向直线导轨底座上安装有一挡块，所述挡块位于所述Y向滑块的外侧，对所述Y向滑块向外移动位置进行限定。

[0014] 在本发明的一个优选实施例中，所述测头为圆柱形测头。优选为标准棒型测头。

[0015] 在本发明的一个优选实施例中，在所述底板上安装有一标准件放置工位，在标准件放置工位上放置有滚珠丝杆标准件。

[0016] 在本发明的一个优选实施例中，在所述底板的底面上设置有若干支脚。

[0017] 作为本发明第二方面的一种基于上述滚珠丝杠沟道精度检测装置用于测量滚珠丝杠沟道精度检测量的方法，包括如下步骤：

[0018] 步骤1：使用滚珠丝杆标准件，将滚珠丝杠标准件放入测量机构中并采用固定顶尖和活动顶尖将滚珠丝杆标准件轴线方向的两端顶住，将测量机构中的两个标准棒型测头移
动至滚珠丝杆标准件的沟道内，往复移动测量机构使测量机构上的千分表数值稳定后，进
行标准数据校对至滚珠丝杠标准件数值；校准后取下滚珠丝杆标准件；

[0019] 步骤2：将磨削好的待测试滚珠丝杠清洗干净后，放入测量机构中并采用固定顶尖和活动顶尖将待测试滚珠丝杠轴线方向的两端顶住并固定活动顶尖；

[0020] 步骤3：将测量结构中的两个标准棒型测头放入待测试滚珠丝杠的第一个沟道内，正常的顺序是从左到右；

[0021] 步骤4：转动待测试滚珠丝杠进行测量，测量机构中的两个标准棒型测头会从待测试滚珠丝杠第一个沟道运动到最后一个沟道；测量过程中，观测千分表数值，千分表数值为
实测值，将实测值与待测试滚珠丝杠图纸名义值进行比较，差值即为尺寸的偏差。

[0022] 在本发明的一个优选实施例中，步骤4中，可以往复转动待测试滚珠丝杠，使得测量机构往复运动，来观察稳定性。

[0023] 在本发明的一个优选实施例中，待测试滚珠丝杠旋转360°，千分表会直接显示尺寸的变化量，最大值与最小值的差值即为待测试滚珠丝杠一个单螺距的圆度。

[0024] 在本发明的一个优选实施例中，待测试滚珠丝杠旋转，测试机构行走完毕，千分表显示值得最大值与最小值之差为待测试滚珠丝杠全螺距圆柱度。

[0025] 本发明通过两端的双顶尖，将滚珠丝杠固定在测量机构上，测量机构中的两个标准棒型测头(标准棒型测头的尺寸与产品型号相匹配)将待测试滚珠丝杠的沟道夹紧有效
接触并与待测试滚珠丝杠螺旋角自平衡的，旋转待测试滚珠丝杠，使测量机构沿着X向往复
移动，测量待测试滚珠丝杠的沟道尺寸及相关精度。

[0026] 由于采用了如上的技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下优点：可以用于检测滚珠丝杠的沟道综合精度，如沟道的直径尺寸、滚道从起始端至末端的锥度、单螺距滚道
的圆度，全螺距滚道圆柱度。在实际应用中，对工装精度和安装方式没有太高要求、操作方
便、稳定性、一致性都较好。本发明还具有操作方便、快捷省力、稳定性高的优点。

附图说明

[0027] 图1为本发明的滚珠丝杠沟道精度检测装置立体示意图。

[0028] 图2为本发明的滚珠丝杠沟道精度检测装置的正视图。

[0029] 图3为图2的左视图。

[0030] 图4为图2的右视图。

[0031] 图5为图2的俯视图。

[0032] 图6为图5的A‑A剖视图。

[0033] 图7为图5的B‑B剖视图。

[0034] 图8为为本发明的滚珠丝杠沟道精度检测装置中活动顶尖装置的结构示意图。

[0035] 图9为本发明的滚珠丝杠沟道精度检测装置中标准棒型测头的安装示意图。

[0036] 图10为本发明的滚珠丝杠沟道精度检测装置对待测试丝杠进行测试的状态示意图。

具体实施方式

[0037] 以下结合附图和具体实施方式来进一步描述本发明。

[0038] 参见图1至图9，图中所示的一种滚珠丝杠沟道精度检测装置，包括一底板100，在底板100图1中所示的右半部分上设置有一对导轨110。在底板100的底面上设置有若干支脚
120。另外在底板100上安装有一标准件放置工位130，在标准件放置工位130上放置有滚珠
丝杆标准件A。

[0039] 在一对导轨110上滑动配置有一测量机构200，结合参见图10，将待测试滚珠丝杠300放入测量机构200中，测量机构200在待测试滚珠丝杠300转动时，对待测试滚珠丝杠300
的沟道精度进行测量。

[0040] 在底板100上安装有固定顶尖装置400和活动顶尖装置500，固定顶尖装置400和活动顶尖装置500分设在一对导轨110长度方向的两端，固定顶尖装置400中的固定顶尖410和
活动顶尖装置500中的活动顶尖510分别顶在待测试滚珠丝杠300轴线方向的两端，并通过
活动顶尖装置500中的活动顶尖510进行加载。

[0041] 固定顶尖装置400还包括一固定顶尖安装座420，固定顶尖安装座420采用紧固件固定安装在底板100上，固定顶尖410固定在固定顶尖安装座420上。

[0042] 活动顶尖装置500还包括一活动顶尖安装座520、活动顶尖固定套540、顶尖内置弹簧550、推拉连接杆560、手柄拉杆570、压紧手柄机构安装座580、手柄拉杆滑套590和压紧手
柄501。活动顶尖安装座520和压紧手柄机构安装座580固定安装在底板100上，活动顶尖安
装座520位于压紧手柄机构安装座580与测量机构200之间。

[0043] 特别参见图8，活动顶尖固定套540固定安装在活动顶尖安装座520上，活动顶尖510采用滑动配合方式置于活动顶尖固定套540的内孔541中。活动顶尖510的两端延伸出活
动顶尖固定套540的两端，其中活动顶尖510的顶尖511与固定顶尖410的顶尖411相对并位
于同一轴线上。

[0044] 在活动顶尖510内设置有一端开口的内孔512，顶尖内置弹簧550配置在活动顶尖510的内孔512中并位于内孔512靠近顶尖511的这一侧。

[0045] 推拉连接杆560的一端由内孔512开口的一端插入活动顶尖510的内孔512中，在推拉连接杆560位于活动顶尖510的内孔512中的这一端开设有一腰形孔561，在活动顶尖510
的内孔512中设置有一顶尖拉杆限位销513，顶尖拉杆限位销513插入腰形孔561内并与腰形
孔561配合共同对推拉连接杆560的轴向运动位置进行限定。

[0046] 推拉连接杆560的另一端从内孔512中延伸出来，与手柄拉杆570的一端通过联轴器571连接。

[0047] 手柄拉杆滑套590固定安装在压紧手柄机构安装座580上，手柄拉杆570的另一端穿过手柄拉杆滑套590的内孔591后并与压紧手柄501铰接，压紧手柄501还通过一连杆机构
502与手柄拉杆滑套590铰接，这样检测时扳动压紧手柄501，压紧手柄501就可以驱动手柄
拉杆570进行向前的轴向运动，手柄拉杆570通过联轴器571驱动推拉连接杆560向前轴向运
动，推拉连接杆560通过顶尖内置弹簧550驱动活动顶尖510向待测试滚珠丝杆300方向轴向
运动，顶在待测试滚珠丝杠300轴线方向的一端上并加载。

[0048] 测量机构200包括滑动配置在一对导轨110上的X向移动基座210、固定在X向移动基座210上的一对Y向直线导轨底座220、220a、安装在每一Y向直线导轨底座220、220a上的Y
向直线导轨230、230a、滑动配置在每一Y向直线导轨230、230a上的Y向滑块240、240a。

[0049] 该测量机构200还包括固定安装在其中一个Y向滑块240上的第一测头安装块250和安装在另一个Y向滑块240a上的第一测头安装块250a，在第一测头安装块250和第二测头
安装块250a两者相对的表面251、251a上各自安装有一个测头260、260a，测头260、260a与待
测试滚珠丝杆300的沟道适配；测头260、260a为圆柱形测头。优选为标准棒型测头。

[0050] 另外在第一测头安装块250上安装有一千分表头接触柱270，在第二测头安装块250a上安装有一数显千分表280，测量时，数显千分表280的表头281顶在千分表头接触柱
270上，测量时，数显千分表280跳动数据即为待测试滚珠丝杆300沟道的精度数据。

[0051] 在每一Y向直线导轨底座220、220a上安装有一挡块290、290a，挡块290、290a位于Y向滑块240、240a的外侧，对Y向滑块240、240a向外移动位置进行限定。

[0052] 利用滚珠丝杠沟道精度检测装置对滚珠丝杠沟道精度检测量进行测量的方法，包括如下步骤：

[0053] 步骤1：使用滚珠丝杆标准件A，将滚珠丝杠标准件A放入测量机构200中并采用固定顶尖410和活动顶尖510将滚珠丝杆标准件A轴线方向的两端顶住，将测量机构200中的两
个标准棒型测头260、260a移动至滚珠丝杆标准件A的沟道内，往复移动测量机构200使测量
机构200上的数显千分表280数值稳定后，进行标准数据校对至滚珠丝杠标准件A数值；校准
后取下滚珠丝杆标准件A；

[0054] 步骤2：将磨削好的待测试滚珠丝杠300清洗干净后，放入测量机构200中并采用固定顶尖410和活动顶尖510将待测试滚珠丝杠300轴线方向的两端顶住并固定活动顶尖510；

[0055] 步骤3：将测量结构200中的两个标准棒型测头260、260a放入待测试滚珠丝杠300的第一个沟道内，正常的顺序是从左到右；

[0056] 步骤4：转动待测试滚珠丝杠300进行测量，测量机构200中的两个标准棒型测头260、260a会从待测试滚珠丝杠300第一个沟道运动到最后一个沟道；测量过程中，观测数显
千分表280数值，数显千分表280数值为实测值，将实测值与待测试滚珠丝杠300图纸名义值
进行比较，差值即为尺寸的偏差。

[0057] 步骤4中，可以往复转动待测试滚珠丝杠，使得测量机构往复运动，来观察稳定性。

[0058] 测试中，将待测试滚珠丝杠300旋转360°，数显千分表280会直接显示尺寸的变化量，最大值与最小值的差值即为待测试滚珠丝杠300一个单螺距的圆度。

[0059] 测试中，待测试滚珠丝杠300旋转，测试机构200行走完毕，数显千分表280显示值得最大值与最小值之差为待测试滚珠丝杠全螺距圆柱度。