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高速滚动直线导轨副综合性能试验台的开发及其实验研究

赵佳佳  
【摘要】:随着先进制造技术及装备业的发展,机电一体化及数控系统正朝着智能化、自动化、高稳定性、高可靠性方向发展。滚动直线导轨副作为机电一体化及数控系统重要功能元件,它的综合性能优劣直接决定数控机床的寿命及加工工件的精度。高性能的数控装备必须以高性能的功能零部件为前提条件,先进的检测设备恰好满足功能零部件检测需要。因此,研制完备的滚动直线导轨副综合性能测试试验台,制定可行的性能实验方案,并对实际工况下实验的结果进行研究,对于滚动直线导轨副产品性能的提高有重要的指导意义。 首先分析了国内外对于高速滚动直线导轨副研究现状,对现有的直线导轨副综合性能检测水平进行分析比较,依据对高速滚动直线导轨副运行工况下性能和测试的要求,确立了高速直线导轨副试验台的总体设计方案,并对该设计方案进行理论论证。该试验台主要由运动控制系统、检测系统、测量软件系统等组成,可以完成不同型号导轨副的性能检测;试验台应用直线电机作为执行机构,通过其往返运动同时带动两幅导轨运动。此外,基于选型的工控机和运动控制卡开发的运动软件系统,实现直线电机按照规定的要求运动并能实时显示试验台的运动参数。 根据检测系统的要求,介绍了滚动直线导轨副重要性能参数的测量原理,并对所需传感器进行选型和功能使用说明。对滚动直线导轨副综合性能检测软件进行了开发和模块化调试,主要包括运动精度测量系统、摩擦力测量系统、温度测量系统、速度和加速度测量系统等,并对开发的软件重要功能和重要算法进行了介绍,完成了整个检测系统的准备工作。 以开发的综合性能试验台检测系统为条件,对滚动直线导轨副的运动精度、温升、噪声进行了性能测量,研究分析其性能测试结果提出了影响因素,通过其产生的影响因素提出了改善直线导轨副性能的方法及措施。滚动直线导轨副综合性能试验台的运行及测试结果说明其性能稳定,运行可靠,能够满足直线导轨副综合性能测试的要求,为新产品开发试验以及产品性能提高提供了保证。


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