一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法
【專利摘要】一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法：建立滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)；建立進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)試驗(yàn)變量，利用激光干涉儀進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能測(cè)試試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析預(yù)緊力變化對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律；采用層次分析法分析進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，準(zhǔn)確地得出進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能最優(yōu)時(shí)所對(duì)應(yīng)的預(yù)緊力。本發(fā)明通過(guò)結(jié)合滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，在重復(fù)進(jìn)行進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析試驗(yàn)結(jié)果得到預(yù)緊力變化對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律，能夠準(zhǔn)確簡(jiǎn)便地得到最優(yōu)化的預(yù)緊力，指導(dǎo)滾珠絲杠的前期裝配與后期調(diào)整。
【專利說(shuō)明】
一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法。特別是涉及一種數(shù)控 機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 滾珠絲杠和滾動(dòng)軸承是數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的基本機(jī)械傳動(dòng)裝置，其預(yù)緊程度 直接影響數(shù)控機(jī)床的加工精度。滾珠絲杠預(yù)緊主要包括滾珠絲杠螺母副間的預(yù)緊和滾珠絲 杠軸端軸承的預(yù)緊。由于進(jìn)給系統(tǒng)中滾珠絲杠螺母副預(yù)緊力無(wú)法直接測(cè)量，只能利用預(yù)緊 轉(zhuǎn)矩間接測(cè)量，并且在出廠后，滾珠絲杠螺母副間的預(yù)緊力已經(jīng)確定。
[0003] 由于滾珠絲杠安裝時(shí)都采用預(yù)拉伸式安裝，絲杠的預(yù)拉伸通過(guò)預(yù)緊滾珠絲杠軸端 軸承實(shí)現(xiàn)，具體的拉伸量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定，重用困難。因此，尋找一種較為精確簡(jiǎn)便的方 法確定數(shù)控機(jī)床滾珠絲杠軸端預(yù)緊力的最優(yōu)值，指導(dǎo)滾珠絲杠在數(shù)控機(jī)床中的前期裝配及 其后期調(diào)整，對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度的提高具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種能夠更為精確地確定數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng) 滾珠絲杠預(yù)緊力最優(yōu)值的數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化 方法，包括如下步驟：
[0006] 1)建立滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)；
[0007] 2)建立進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；
[0008] 3)根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)試驗(yàn)變量，利用激光干涉儀進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能測(cè)試試驗(yàn)，根據(jù)試 驗(yàn)結(jié)果分析預(yù)緊力變化對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律；
[0009] 4)采用層次分析法分析進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，準(zhǔn)確地得出進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能最優(yōu)時(shí) 所對(duì)應(yīng)的預(yù)緊力。
[0010] 步驟1)所述的建立滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)，包括：
[0011] (1)根據(jù)滾珠絲杠直徑規(guī)格設(shè)計(jì)彈性軸套，安裝時(shí)彈性軸套介于鎖緊螺母與軸承 之間；
[0012] (2)選擇電阻應(yīng)變片，粘貼于彈性軸套外側(cè)軸向方向上；
[0013] (3)搭建外部電橋電路，以電流的形式直接反映彈性軸套的變形；
[0014] (4)校準(zhǔn)所建立的滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)，使系統(tǒng)能以數(shù)值的形式直觀地反映 滾珠絲杠軸端預(yù)緊力的大小。
[0015] 步驟(4)所述的校準(zhǔn)所建立的滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)，校準(zhǔn)方法采用的是利用 力傳感器校準(zhǔn)，將力傳感器和貼有應(yīng)變片的彈性軸套串聯(lián)，施加不同的壓力，記錄彈性軸套 在不同壓力作用下的應(yīng)變值;校準(zhǔn)完成后的滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)，最終能以數(shù)值的形 式反映滾珠絲杠軸端預(yù)緊力的大小。
[0016] 步驟2)所述的建立進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括：
[0017] 進(jìn)給系統(tǒng)的響應(yīng)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)、定位精度評(píng)價(jià)指標(biāo)、速度跟蹤特性評(píng)價(jià)指標(biāo)和延 遲特性評(píng)價(jià)指標(biāo)。
[0018] 所述的進(jìn)給系統(tǒng)的響應(yīng)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)為：
[0020] 其中，tP為進(jìn)給系統(tǒng)走完行程的理論時(shí)刻，tc為實(shí)際位移到達(dá)理想位移誤差e范圍 內(nèi)的時(shí)刻，為測(cè)試結(jié)束時(shí)刻。
[0021] 所述的定位精度評(píng)價(jià)指標(biāo)，是選取進(jìn)給系統(tǒng)走完行程的理論時(shí)刻作為特征點(diǎn)，將 在理論時(shí)刻的實(shí)際位移與理想位移的比作為定位精度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
[0022] 所述的速度跟蹤特性評(píng)價(jià)指標(biāo)，是選取進(jìn)給系統(tǒng)速度穩(wěn)定的理論時(shí)刻作為特征 點(diǎn)，將在理論時(shí)刻的實(shí)際速度與理想速度的比作為速度跟蹤特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
[0023]所述的延遲特性評(píng)價(jià)指標(biāo)，是將進(jìn)給系統(tǒng)達(dá)到峰值的理論時(shí)刻與進(jìn)給系統(tǒng)實(shí)際達(dá) 到峰值的時(shí)刻的比作為延遲特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
[0024] 步驟3)所述的根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)試驗(yàn)變量，利用激光干涉儀進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能測(cè)試試 驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析預(yù)緊力變化對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律，是在設(shè)定的預(yù)緊力作 用下，根據(jù)四種進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)輸入相應(yīng)的測(cè)試程序，利用激 光干涉儀記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及試驗(yàn)結(jié)果。之后在設(shè)定范圍內(nèi)改變預(yù)緊力，反復(fù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)性 能測(cè)試試驗(yàn)，得到一系列試驗(yàn)結(jié)果，借助MATLAB軟件分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后得出預(yù)緊力變化對(duì) 進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律。
[0025] 本發(fā)明的一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法，由滾珠絲杠預(yù) 緊力測(cè)量系統(tǒng)結(jié)合進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，重復(fù)進(jìn)行進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)的基 礎(chǔ)上，通過(guò)分析試驗(yàn)結(jié)果得到預(yù)緊力變化對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律，準(zhǔn)確地得出進(jìn) 給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能最優(yōu)時(shí)所對(duì)應(yīng)的預(yù)緊力。本發(fā)明通過(guò)結(jié)合滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)和進(jìn)給 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，在重復(fù)進(jìn)行進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析試驗(yàn)結(jié)果 得到預(yù)緊力變化對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律，能夠準(zhǔn)確簡(jiǎn)便地得到最優(yōu)化的預(yù)緊力， 指導(dǎo)滾珠絲杠的前期裝配與后期調(diào)整。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明的滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2是本發(fā)明數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法的流程圖。
[0028] 圖中
[0029] 1:鎖緊螺母 2:彈性軸套
[0030] 3:內(nèi)軸套 4:軸承座
[0031] 5:電阻應(yīng)變片 6:軸承
[0032] 7:滾珠絲杠
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試 驗(yàn)優(yōu)化方法做出詳細(xì)說(shuō)明。
[0034]如圖1所示，本發(fā)明的一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法，包 括如下步驟：
[0035] 1)建立如圖1所示的滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)；
[0036]步驟1)所述的建立滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)，包括：
[0037] (1)根據(jù)滾珠絲杠直徑規(guī)格設(shè)計(jì)合適的彈性軸套2，安裝時(shí)彈性軸套2介于鎖緊螺 母1與軸承6之間；
[0038] 彈性軸套2需根據(jù)滾珠絲杠7的直徑及軸承座4的內(nèi)徑進(jìn)行設(shè)計(jì)，彈性軸套2的內(nèi)徑 應(yīng)大于滾珠絲杠7的直徑，彈性軸套2的外徑應(yīng)小于軸承座4的內(nèi)徑。彈性軸套2的寬度設(shè)計(jì) 要根據(jù)實(shí)際情況，保證在l〇mm到20mm之間。彈性軸套的外徑表面加工出溝槽，用于粘貼電阻 應(yīng)變片5。
[0039] (2)選擇電阻應(yīng)變片5,粘貼于彈性軸套2外側(cè)軸向方向上；
[0040] 絲繞式電阻應(yīng)變片是用電阻絲盤(pán)繞電阻片，由于這種電阻片價(jià)格低廉，適于實(shí)驗(yàn) 室廣泛使用，因此選用絲繞式電阻應(yīng)變片。由于被測(cè)試點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)是一維應(yīng)力結(jié)構(gòu)，應(yīng)該 選用單軸應(yīng)變片；由于彈性軸套材質(zhì)均勻，應(yīng)力梯度大，應(yīng)選用柵長(zhǎng)小的應(yīng)變片；由于加載 預(yù)緊力的過(guò)程可能存在沖擊載荷的作用，應(yīng)選用響應(yīng)頻率高的應(yīng)變片；綜合考慮電阻應(yīng)變 片的通過(guò)電流、自熱引起溫升、持續(xù)工作時(shí)間等等因素，應(yīng)選用電阻值為350Q的應(yīng)變片。
[0041] (3)搭建外部電橋電路，以電流的形式直接反映彈性軸套的變形；
[0042] 搭建的外部電橋選擇應(yīng)用最為廣泛的惠斯通電橋，兩臂之間選用數(shù)字電流表，將 彈性軸套的變形以數(shù)字的形式表達(dá)。
[0043] (4)校準(zhǔn)所建立的滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)，使其能以數(shù)值的形式直觀地反映滾 珠絲杠軸端預(yù)緊力的大小。
[0044]所述的校準(zhǔn)所建立的滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)，校準(zhǔn)方法采用的是利用力傳感器 校準(zhǔn)，將力傳感器和貼有應(yīng)變片的彈性軸套串聯(lián)，施加不同的壓力，記錄彈性軸套在不同壓 力作用下的應(yīng)變值;校準(zhǔn)完成后的滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)，最終能以數(shù)值的形式反映滾 珠絲杠軸端預(yù)緊力的大小。
[0045] 2)建立進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括：
[0046] 進(jìn)給系統(tǒng)的響應(yīng)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)、定位精度評(píng)價(jià)指標(biāo)、速度跟蹤特性評(píng)價(jià)指標(biāo)和延 遲特性評(píng)價(jià)指標(biāo)；
[0047] (1)所沭的講給系統(tǒng)的響應(yīng)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)為：
[0049]其中，tP為進(jìn)給系統(tǒng)走完行程的理論時(shí)刻，tc為實(shí)際位移到達(dá)理想位移誤差e范圍 內(nèi)的時(shí)刻，為測(cè)試結(jié)束時(shí)刻；
[0050] (2)所述的定位精度評(píng)價(jià)指標(biāo)，是選取進(jìn)給系統(tǒng)走完行程的理論時(shí)刻4作為特征 點(diǎn)，將在理論時(shí)刻的實(shí)際位移Xr與理想位移Xe的比作為定位精度的評(píng)價(jià)指標(biāo)，即：
[0052] (3)所述的速度跟蹤特性評(píng)價(jià)指標(biāo)，是選取進(jìn)給系統(tǒng)速度穩(wěn)定的理論時(shí)刻作為特 征點(diǎn)，將在理論時(shí)刻的實(shí)際速度Vr與理想速度Ve的比作為速度跟蹤特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，即：
[0054] (4)所述的延遲特性評(píng)價(jià)指標(biāo)，是將進(jìn)給系統(tǒng)達(dá)到峰值的理論時(shí)刻^與進(jìn)給系統(tǒng) 實(shí)際達(dá)到峰值的時(shí)刻^的比作為延遲特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，即：
[0056] 3)根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)試驗(yàn)變量，利用激光干涉儀進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能測(cè)試試驗(yàn)，根據(jù)試 驗(yàn)結(jié)果分析預(yù)緊力變化對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律；
[0057] 所述的根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)試驗(yàn)變量，利用激光干涉儀進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能測(cè)試試驗(yàn)，根 據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析預(yù)緊力變化對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律，是在設(shè)定的預(yù)緊力作用下， 根據(jù)四種進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)輸入相應(yīng)的測(cè)試程序，包括:針對(duì)進(jìn) 給系統(tǒng)的響應(yīng)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)和定位精度評(píng)價(jià)指標(biāo)，測(cè)試程序?yàn)槲灰菩逼滦盘?hào);針對(duì)進(jìn)給系 統(tǒng)的速度跟蹤特性評(píng)價(jià)指標(biāo)，測(cè)試程序?yàn)樗俣刃逼滦盘?hào);針對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的延遲特性評(píng)價(jià)指 標(biāo)，測(cè)試程序?yàn)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)信號(hào)。并利用激光干涉儀記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及試驗(yàn)結(jié)果。為了得到 預(yù)緊力變化對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律，需要在設(shè)定范圍內(nèi)改變預(yù)緊力，反復(fù)進(jìn)行動(dòng) 態(tài)性能測(cè)試試驗(yàn)，得到一系列試驗(yàn)結(jié)果，借助MATLAB軟件分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后得出預(yù)緊力變 化對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律。
[0058] 4)采用層次分析法分析進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，準(zhǔn)確地得出進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能最優(yōu)時(shí) 所對(duì)應(yīng)的預(yù)緊力。
[0059]進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的優(yōu)劣由進(jìn)給系統(tǒng)的四項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)判，即：進(jìn)給系統(tǒng)的響應(yīng) 效率評(píng)價(jià)指標(biāo)、定位精度評(píng)價(jià)指標(biāo)、速度跟蹤特性評(píng)價(jià)指標(biāo)和延遲特性評(píng)價(jià)指標(biāo)。所述的層 次分析法，是將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行 定性和定量分析的決策方法。所述的進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能計(jì)算公式為：
[0061] 其中：A為進(jìn)給系統(tǒng)單軸動(dòng)態(tài)性能，A為各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，B為各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，j = (1 2 3 4)，表示四個(gè)指標(biāo)。
[0062] 在本發(fā)明中利用層次分析法，將進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)分配合適的權(quán) 重，利用進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能計(jì)算公式得到不同預(yù)緊力變量作用下的進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，進(jìn) 給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能最優(yōu)時(shí)所對(duì)應(yīng)的預(yù)緊力大小，稱為最優(yōu)預(yù)緊力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步 驟： 1) 建立滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)； 2) 建立進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系； 3) 根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)試驗(yàn)變量，利用激光干涉儀進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能測(cè)試試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié) 果分析預(yù)緊力變化對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律； 4) 采用層次分析法分析進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，準(zhǔn)確地得出進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能最優(yōu)時(shí)所對(duì) 應(yīng)的預(yù)緊力。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法，其 特征在于，步驟1)所述的建立滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)，包括： (1) 根據(jù)滾珠絲杠直徑規(guī)格設(shè)計(jì)彈性軸套，安裝時(shí)彈性軸套介于鎖緊螺母與軸承之間； (2) 選擇電阻應(yīng)變片，粘貼于彈性軸套外側(cè)軸向方向上； (3) 搭建外部電橋電路，以電流的形式直接反映彈性軸套的變形； (4) 校準(zhǔn)所建立的滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)，使系統(tǒng)能以數(shù)值的形式直觀地反映滾珠 絲杠軸端預(yù)緊力的大小。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法，其 特征在于，步驟(4)所述的校準(zhǔn)所建立的滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)，校準(zhǔn)方法采用的是利用 力傳感器校準(zhǔn)，將力傳感器和貼有應(yīng)變片的彈性軸套串聯(lián)，施加不同的壓力，記錄彈性軸套 在不同壓力作用下的應(yīng)變值;校準(zhǔn)完成后的滾珠絲杠預(yù)緊力測(cè)量系統(tǒng)，最終能以數(shù)值的形 式反映滾珠絲杠軸端預(yù)緊力的大小。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法，其 特征在于，步驟2)所述的建立進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，包括： 進(jìn)給系統(tǒng)的響應(yīng)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)、定位精度評(píng)價(jià)指標(biāo)、速度跟蹤特性評(píng)價(jià)指標(biāo)和延遲特 性評(píng)價(jià)指標(biāo)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法，其 特征在于， 所述的進(jìn)給系統(tǒng)的響應(yīng)效率評(píng)價(jià)指標(biāo)為：其中，tP為進(jìn)給系統(tǒng)走完行程的理論時(shí)刻，tc為實(shí)際位移到達(dá)理想位移誤差ε范圍內(nèi)的 時(shí)刻，^為測(cè)試結(jié)束時(shí)刻。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法，其 特征在于，所述的定位精度評(píng)價(jià)指標(biāo)，是選取進(jìn)給系統(tǒng)走完行程的理論時(shí)刻作為特征點(diǎn)，將 在理論時(shí)刻的實(shí)際位移與理想位移的比作為定位精度的評(píng)價(jià)指標(biāo)。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法，其 特征在于，所述的速度跟蹤特性評(píng)價(jià)指標(biāo)，是選取進(jìn)給系統(tǒng)速度穩(wěn)定的理論時(shí)刻作為特征 點(diǎn)，將在理論時(shí)刻的實(shí)際速度與理想速度的比作為速度跟蹤特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法，其 特征在于，所述的延遲特性評(píng)價(jià)指標(biāo)，是將進(jìn)給系統(tǒng)達(dá)到峰值的理論時(shí)刻與進(jìn)給系統(tǒng)實(shí)際 達(dá)到峰值的時(shí)刻的比作為延遲特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠預(yù)緊力的試驗(yàn)優(yōu)化方法，其 特征在于，步驟3)所述的根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)試驗(yàn)變量，利用激光干涉儀進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能測(cè)試 試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析預(yù)緊力變化對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律，是在設(shè)定的預(yù)緊力 作用下，根據(jù)四種進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)輸入相應(yīng)的測(cè)試程序，利用 激光干涉儀記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及試驗(yàn)結(jié)果。之后在設(shè)定范圍內(nèi)改變預(yù)緊力，反復(fù)進(jìn)行動(dòng)態(tài) 性能測(cè)試試驗(yàn)，得到一系列試驗(yàn)結(jié)果，借助MATLAB軟件分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后得出預(yù)緊力變化 對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK105893709SQ201610285987
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】李寶宇, 牛文鐵, 叢郁楠
【申請(qǐng)人】天津大學(xué)