一种机床安装导轨精密校调装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种机床安装导轨精密校调装置，包括滑台安装座，滑台安装座上安装有精密导轨，精密导轨上安装有滑台，滑台通过软杆连接有激光位移传感器，滑台安装座上安装有轮毂式步进电机和同步带轮，轮毂式步进电机通过同步带与同步带轮连接，滑台安装座通过销轴铰接有电机座，电机座上安装有电机及微调机构，所述电机座包括用于吸附到机床的安装导轨上的磁性底座。本实用新型采用滑台作为调节基准，并通过激光位移传感器自动找基准，较传统校调装置与方法的精度更高，更加快捷，工作量大大减小，使得导轨的校直、检验工作能够快速进行，能有效提高机床的安装导轨的校直效率。
【专利说明】一种机床安装导轨精密校调装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于机床装配用检具领域，更具体地，涉及一种机床安装导轨精密校 调装置。
【背景技术】
[0002] 针对精密机床的安装导轨安装，导轨的直线度和平行度都至关重要，同时这些量 测量难度非常大。在中国实用新型专利说明书CN101648342A中公开了一种机床导轨的安 装方法。该方法通过铲刮等手段制备与导轨底面配合的安装面，用于高精度定位第一条导 轨，第二条导轨通过直尺检具找正来定位，从而尽可能保证对一条导轨之间的平行度，在一 定程度上减轻了工作量。在中国实用新型专利说明书CN102179699A中公布了一种直线导 轨的安装定位方法，该方法依旧采用先安装第一根导轨，第二根导轨以第一根导轨为基准 的安装策略，但该方法的优点在于其导轨安装精度不直接取决于导轨固定基准面，使用了 楔块与定位胶来逐步定位、修正导轨。
[0003] 在这两种针对导轨校调的方法中，由于采用常规检具的原因，其校调出来的导轨 精度只能达到一般机床应用所需级别，难以达到精密机床所需导轨安装精度要求。如第一 种方法中，第一条安装导轨a的安装通过铲刮的方式来保证，由于目前导轨加工面多采用 磨制手段完成，而安装面材料多为铸铁，由于磨床精度及铸铁变形等问题，若安装面通过铲 刮来保证，则铲刮面积非常大，铲刮精度难保证，人工成本非常大；第二种方法中，依旧类似 于第一种方法，都是基于传统导轨的安装方式，且由于定位胶易变形等原因，导轨安装后会 随时间蠕变，所校调的导轨精度一般较难长时间保证，且接触面较为恶劣，会恶化机床固有 频率，市来一系列问题。 实用新型内容
[0004] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种机床安装导轨精密 校调装置，其能克服现有技术中导轨安装耗时费力、精度不够等缺陷，在省时省力的前提 下，保证导轨的高精度安装，可以用于各种机床的安装导轨的校准与检测。
[0005] 为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种机床安装导轨精密校 调装置，包括滑台安装座，所述滑台安装座上安装有精密导轨，所述精密导轨上安装有滑 台，所述滑台通过软杆连接有激光位移传感器，滑台安装座上安装有轮毂式步进电机和同 步带轮，轮毂式步进电机通过同步带与同步带轮连接，同步带的一端安装在滑台的一侧，同 步带的另一端绕过轮毂式步进电机和同步带轮后连接在滑台的另一侧，所述滑台安装座通 过销轴铰接有电机座，轮毂式步进电机转动时能通过同步带驱动滑台在精密导轨上滑动， 所述电机座上安装有电机及由电机驱动运动的用于带动滑台安装座绕销轴旋转的微调机 构，所述电机座包括用于吸附到机床的安装导轨上的磁性底座。
[0006] 优选地，所述电机为步进电机，电机上连接有减速机，减速机的输出轴上安装有第 一锥齿轮，所述微调机构包括安装在电机座上的微调螺杆，微调螺杆与减速机的输出轴垂 直，微调螺杆的一端安装有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，微调螺杆的另一端螺纹连接 有调节球，滑台安装座在对应于调节球的位置固定连接有中空的调节座，调节球位于调节 座内，调节球与滑台安装座之间存在间隙，调节座具有抵掣端，抵掣端抵靠在调节球上，所 述调节座内壁与调节球接触的部分设置为弧形，抵掣端设置有通孔，微调螺杆从抵掣端的 通孔处穿过后与调节球连接，抵掣端在通孔处的内壁与微调螺杆的外侧存在间隙，微调螺 杆上穿装有能推动调节座绕销轴旋转的压缩弹簧，压缩弹簧的一端连接在调节座上，其另 一端连接在电机座上，调节座的内壁设置有限位台，调节球的侧面在对应于限位台的位置 设置有便于调节球绕销轴旋转的弧形限位槽，限位台伸入弧形限位槽内。
[0007] 优选地，所述减速机为行星齿轮减速机。
[0008] 优选地，所述电机座包括用于吸附到机床的安装导轨上的磁性底座。
[0009] 优选地，所述磁性底座通过微调支板与滑台安装座连接，所述微调支板通过所述 的销轴铰接在滑台安装座上。
[0010] 优选地，所述软杆通过磁性支座连接在滑台上，磁性支座吸附在滑台上。
[0011] 总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下 列有益效果：本实用新型采用滑台作为调节基准，并通过激光位移传感器自动找基准，较传 统校调装置与方法的精度更高，更加快捷，工作量大大减小，使得机床的安装导轨的校直、 检验工作能够快速进行，能有效提高机床的安装导轨的校直效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是本实用新型的结构示意图；
[0013]图2是本实用新型对机床的安装导轨的前后端面校直时的结构示意图；
[0014]图3是本实用新型对机床的安装导轨的前后端面检测时的结构示意图
[0015] 图4是本实用新型中电机驱动微调机构工作时的结构示意图；
[0016] 图5是图4中A处的放大图。
【具体实施方式】
[0017] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所 涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0018] 如图1?图5所示，一种机床安装导轨精密校调装置，包括滑台安装座1，所述滑台 安装座1上安装有精密导轨11，所述精密导轨11上安装有滑台12,所述滑台12通过软杆 13连接有激光位移传感器14。软杆13是目前常用的一种杆件，其具有一定的韧性，折弯变 形后就能保持该弯曲状态。优选地，所述软杆13通过磁性支座18连接在滑台12上，磁性 支座18吸附在滑台12上。滑台安装座1上安装有轮毂式步进电机2和同步带轮22,轮毂 式步进电机2通过同步带21与同步带轮22连接，同步带21的一端安装在滑台12的一侧， 同步带21的另一端绕过轮毂式步进电机2和同步带轮22后连接在滑台12的另一侧，所述 滑台安装座1通过销轴15铰接有电机座30,轮毂式步进电机2转动时能通过同步带21驱 动滑台12在精密导轨11上滑动，所述电机座30上安装有电机3及由电机3驱动运动的用 于带动滑台安装座1绕销轴15旋转的微调机构，所述电机座30包括用于吸附到机床的安 装导轨上的磁性底座16,所述磁性底座16通过微调支板17与滑台安装座1连接，所述微调 支板17通过所述的销轴15铰接在滑台安装座1上。
[0019] 优选地，所述电机3为步进电机，电机3上连接有减速机4,优选地，所述减速机4 为行星齿轮减速机。减速机4的输出轴41上安装有第一锥齿轮42,所述微调机构包括安装 在电机座30上的微调螺杆5,微调螺杆5与减速机4的输出轴41垂直，微调螺杆5的一端 安装有与第一锥齿轮42啮合的第二锥齿轮51，微调螺杆5的另一端螺纹连接有调节球6， 滑台安装座1在对应于调节球6的位置固定连接有中空的调节座7,调节球6位于调节座7 内，调节球6与滑台安装座1之间存在间隙，调节座7具有抵掣端71，抵掣端71抵靠在调节 球6上，所述调节座7内壁与调节球6接触的部分设置为弧形，以便于调节球6的转动。抵 掣端71上设置有通孔72,抵掣端71在通孔72处的内壁与微调螺杆5之间存在间隙。微调 螺杆5从调节座7的抵掣端71处的通孔72处穿过后与调节球6连接，微调螺杆5上穿装 有能推动调节座7绕销轴15旋转的压缩弹簧8,压缩弹簧8的一端连接在调节座7上，其另 一端连接在电机座30上。压缩弹簧8始终施加一推力在调节座7上，从图4来看，调节座 7始终有一绕销轴15顺时针摆动的趋势。
[0020] 调节座7的内壁设置有限位台73,调节球6的侧面在对应于限位台73的位置设置 有便于调节球6绕销轴15旋转的弧形限位槽61，限位台73伸入弧形限位槽61内。
[0021] 此外，作为另一种优选，电机3也可以采用伺服电机3,微调机构采用滚珠丝杆机 构和调节球6配合的结构，伺服电机3带动滚珠丝杆机构运动，滚珠丝杆机构上的滚珠螺母 与调节球6连接，滚珠螺母带动调节球6移动，也可以达到与上述相同的目的。另外，微调 机构可以采用现有的一些将转动转换为直线运动的结构，只要该直线运动能带动调节球6 移动即可。
[0022] 下面给出本实用新型针对机床的安装导轨进行调节具体的实施办法，包括安装导 轨的水平方向直线度校调和安装导轨竖直方向直线度校调。
[0023] 1)安装导轨水平方向直线度校准
[0024] 安装导轨左右方向布置时，此校调是对安装导轨的前后方向进行校调，即调整安 装导轨前后表面的直线度。
[0025] 机床一般布置两根安装导轨，两根安装导轨上再安装其它零配件。两根安装导轨 分别为安装导轨a91和安装导轨b92;如果要使这两条安装导轨平行，则需要选定其中的一 根安装导轨a91作为基准，将此根安装导轨a91校直作为基准导轨，然后再以基准导轨为基 准校调另外一根安装导轨b92。以下具体叙述将安装导轨a91和安装导轨b92校调平行的 过程。
[0026] 参照图2,先将磁性底座16侧向吸附于安装导轨a91之上，通过目测使精密导轨 11与安装导轨a91基本平行，调整软杆13,使激光位移传感器14的激光射出口对准安装导 轨a91的侧面并使两者距离保持在激光位移传感器14运行的最佳测量距离内，该距离一般 在40mm以内。
[0027] 此后轮毂式步进电机2进行转动，同步带21使滑台12在精密导轨11上滑动一小 段距离，则此时滑台12上的激光位移传感器14也对安装导轨a91上选取的一测量小段进 行测量，将该最先检测的测量小段作为基准小段。
[0028] 测量得到安装导轨a91的这一基准小段的测量数据Xl、x2、x3、. . .Xlri、xn，其中Xl、 x2、x3、. . .Xlri、Xn为检测得到的激光位置传感器与基准小段之间的距离。然后通过"最小二 乘法"或"两点法"对数据进行处理。
[0029] 若采用"最小二乘法"，根据测量采集到的数据点，通过"最小二乘法"得到安装导 轨a91的基准小段的拟合直线，再微调使精密导轨11绕销轴15旋转从而使其与"最小二乘 法"得到的拟合直线平行。
[0030] "最小二乘法"的计算如下公式：
【权利要求】
1. 一种机床安装导轨精密校调装置，其特征在于：包括滑台安装座（1)，所述滑台安装 座⑴上安装有精密导轨（11)，所述精密导轨（11)上安装有滑台（12)，所述滑台（12)通 过软杆（13)连接有激光位移传感器（14)，滑台安装座（1)上安装有轮毂式步进电机（2)和 同步带轮（22)，轮毂式步进电机⑵通过同步带（21)与同步带轮（22)连接，同步带（21) 的一端安装在滑台（12)的一侧，同步带（21)的另一端绕过轮毂式步进电机（2)和同步带 轮（22)后连接在滑台（12)的另一侧，所述滑台安装座⑴通过销轴（15)铰接有电机座 (30)，轮毂式步进电机（2)转动时能通过同步带（21)驱动滑台（12)在精密导轨（11)上滑 动，所述电机座（30)上安装有电机（3)及由电机（3)驱动运动的用于带动滑台安装座（1) 绕销轴（15)旋转的微调机构。
2. 根据权利要求1所述的一种机床安装导轨精密校调装置，其特征在于：所述电机（3) 为步进电机，电机（3)上连接有减速机（4)，减速机（4)的输出轴（41)上安装有第一锥齿 轮（42)，所述微调机构包括安装在电机座（30)上的微调螺杆（5)，微调螺杆（5)与减速机 (4)的输出轴（41)垂直，微调螺杆（5)的一端安装有与第一锥齿轮（42)啮合的第二锥齿轮 (51)，微调螺杆（5)的另一端螺纹连接有调节球（6)，滑台安装座（1)在对应于调节球（6) 的位置固定连接有中空的调节座（7)，调节球（6)位于调节座（7)内，调节球（6)与滑台安 装座（1)之间存在间隙，调节座（7)具有抵掣端（71)，抵掣端（71)抵靠在调节球（6)上， 所述调节座（7)内壁与调节球（6)接触的部分设置为弧形，抵掣端（71)设置有通孔（72)， 微调螺杆（5)从抵掣端（71)的通孔（72)处穿过后与调节球（6)连接，抵掣端（71)在通孔 (72)处的内壁与微调螺杆（5)的外侧存在间隙，微调螺杆（5)上穿装有能推动调节座（7) 绕销轴（15)旋转的压缩弹簧（8)，压缩弹簧（8)的一端连接在调节座（7)上，其另一端连 接在电机座（30)上，调节座（7)的内壁设置有限位台（73)，调节球（6)的侧面在对应于限 位台（73)的位置设置有便于调节球（6)绕销轴（15)旋转的弧形限位槽（61)，限位台（73) 伸入弧形限位槽（61)内。
3. 根据权利要求2所述的一种机床安装导轨精密校调装置，其特征在于：所述减速机 (4)为行星齿轮减速机。
4. 根据权利要求1所述的一种机床安装导轨精密校调装置，其特征在于：所述电机座 (30)包括用于吸附到机床的安装导轨上的磁性底座（16)。
5. 根据权利要求4所述的一种机床安装导轨精密校调装置，其特征在于：所述磁性底 座（16)通过微调支板（17)与滑台安装座（1)连接，所述微调支板（17)通过所述的销轴 (15)铰接在滑台安装座（1)上。
6. 根据权利要求1所述的一种机床安装导轨精密校调装置，其特征在于：所述软杆 (13)通过磁性支座（18)连接在滑台（12)上，磁性支座（18)吸附在滑台（12)上。
【文档编号】B23Q11/00GK204195391SQ201420636204
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】彭芳瑜, 姚培锋, 周林, 闫蓉, 占策, 杨岑岑 申请人:华中科技大学