一种测量滚动直线导轨与阻尼器间油膜厚度的装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种测量滚动直线导轨与阻尼器间油膜厚度的装置，其包括机架，还包括多个支撑滚筒，多个相互平行的支撑滚筒位于机架宽度方向的棱边上并与之平行，用于支撑其上面的滚动直线导轨。还包括多个测量单元，其均位于导轨夹具底部，一个测量单元包括位于导轨夹具底部的磁力座和与磁力座相固定的位移传感器，位移传感器从导轨夹具底部测量滚动直线导轨与其上部阻尼器间的油膜厚度。本发明装置可同时测量多个位置的油膜厚度，其成本低、测量效率高、操作简便。
【专利说明】一种测量滚动直线导轨与阻尼器间油膜厚度的装置
【技术领域】
[0001] 本发明属于油膜厚度测量领域，更具体地，涉及一种测量滚动直线导轨与阻尼器 间油膜厚度的装置。
【背景技术】
[0002] 滚动直线导轨副被广泛用作高精度数控机床和加工中心的导向部件，其具有装配 简易、动摩擦系数和静摩擦系数小、承载能力大、刚性好、使用寿命长的特点，可使机床达到 很高的进给速度和定位精度，大大方便了机械加工过程。
[0003] 滚动直线导轨副上的阻尼器是安装在导轨上的一种阻尼滑块，阻尼滑块与导轨工 作面之间保持有间隙，该间隙之间具有一定厚度的油膜，该油膜可以吸收振动，具有减振功 能，因此，使得阻尼器具有降低导轨振幅的功能，阻尼器安装方便、减振效果明显、可提升机 械加工精度。
[0004] 由于不同规格的滚动直线导轨副需要配套不同规格的阻尼器，且阻尼器与导轨间 不同的油膜厚度具有不同的减振功能，为了使阻尼器的减振效果最优，需要测量油膜厚度， 从而确定减振效果最优时候对应的油膜厚度。且装配阻尼器的滚动直线导轨副在生产过程 的出货环节中需要进行油膜厚度的检测，一方面以保证油膜厚度为减振效果较好时的油膜 厚度，另一方面也检测产品是否符合验收标准。但是，目前国内对于滚动直线导轨上面的阻 尼器的研究处于起步阶段，而且都是停留在理论阶段，还没有厂家生产油膜减振类型的阻 尼器，国内与其配套的检测油膜厚度的装置暂时处于空白。国外可以生产测量滚动直线导 轨与阻尼器间油膜厚度的装置，其只能与自己公司生产的导轨配套使用，不具有通用性，并 且价格十分昂贵，而且国外对该技术施行保密。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种滚动直线导轨与阻尼器 间的油膜厚度测量装置，其目的在于测量多种规格的滚动直线导轨与阻尼器间的油膜厚 度，由此解决国内目前不能测量滚动直线导轨上阻尼器的油膜厚度的技术问题。
[0006] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种测量滚动直线导轨与阻尼 器间油膜厚度的装置，其包括机架，所述机架包括长度方向的两个相互平行的棱边以及与 长度方向垂直的宽度方向上两个相互平行棱边，其特征在于，还包括：
[0007] 导轨夹具，其呈板状，该导轨夹具通过夹具垫板与机架固定连接且与所述机架的 长度方向平行，用于夹持而固定住带阻尼器的滚动直线导轨；
[0008] 支撑滚筒，其具有多个，多个相互平行的所述支撑滚筒位于机架长度方向的棱边 上并与所述机架的宽度方向平行，用于支撑滚动直线导轨伸出所述导轨夹具的区段；
[0009] 测量单元，其具有多个，均位于所述导轨夹具底部，所述一个测量单元包括吸附在 导轨夹具底部的磁力座和与磁力座相固定的位移传感器；
[0010] 量块，其平放于滚动直线导轨上且与其紧密贴合； toon] 所述位移传感器在磁力座的夹持下从导轨夹具底部分别测量以获得滚动直线导 轨工作面与阻尼器上与该导轨工作面相互平行的内壁面间距离，以及导轨工作面与紧密贴 合在其上面的量块的贴合面间距离，以两距离获得阻尼器的油膜厚度。
[0012] 进一步的，所述机架长度方向的两个棱边上分别安装有支撑导轨，所述支撑滚筒 横跨于该支撑导轨上并与之连接，以沿该支撑导轨组成的导轨副往复移动，以实现支撑滚 筒间的距离的改变，从而可支撑不同长度的滚动直线导轨。
[0013] 进一步的，所述导轨夹具、磁力座和所述位移传感器具有多种规格，以匹配测量不 同规格的滚动直线导轨和阻尼器。
[0014] 进一步的，还包括位于滚动直线导轨上分布于阻尼器两端并与之相隔一定距离的 两个定位滑块，以及覆盖所述两个定位滑块和阻尼器的定位盖板，该定位盖板用于固定两 个定位滑块和阻尼器。
[0015] 进一步的，还包括固定在机架上的控制盒，以控制所述气动测量装置的开启和关 闭。
[0016] 进一步的，所述测量单元具有多个，多个所述测量单元相互相隔间距分布于所述 导轨夹具底部，以分别测量多个位置的油膜厚度以求平均值。
[0017] 按照本发明的另一方面，提供了一种应用如上所述装置进行滚动直线导轨与阻尼 器间油膜厚度的测量方法，阻尼器油膜厚度等于滚动直线导轨与其上部阻尼器间距离减去 滚动直线导轨与量块间的距离。
[0018] 总体而言，通过本发明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：
[0019] 1、本发明装置通过选用不同的磁力座和位移传感器即可以适用于不同规格的滚 动直线导轨的阻尼器的检测，通用性强。
[0020] 2、本发明的装置通过设置多个磁力座从而可装配多个位移传感器，可同时测量多 个位置的油膜厚度，其检测效率高、操作简便。
[0021] 3、本发明装置的各个零部件易于获得，价格便宜，保证了整个装置价格合理，性价 比较高，可作为带阻尼器的滚动直线导轨副装配精度的批量检测设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1是本发明实施例的结构示意图；
[0023] 图2是本发明实施例的测量单元的局部放大图；
[0024] 图3是本发明实施例的测量单元的局部放大图。
[0025] 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
[0026] 1-机架，2-支撑导轨副，3-支撑滚筒，4-夹具垫板，5-导轨夹具，6-滚动直线导 轨，7-测量单元，8-控制盒，9-计算机系统，10-阻尼器，11-定位滑块，12-定位盖板，13-导 轨安装孔，14-量块，15-磁力座，16-位移传感器，A-局部放大区域。
【具体实施方式】
[0027] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明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发明，并 不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明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。
[0028] 图1为本发明实施例的结构示意图，图2、图3为图1中标示为A区域的测量单元 的局部放大图。图1中，机架1为矩形体框架，主要用于支撑作用，其中长度方向上的棱边 最长。计算机系统9位于机架左侧部分，用于测量过程中计算和控制，右侧部分中在机架长 度方向上的两个棱边分别装置一对支撑导轨副2的两根导轨。
[0029] 图1中，支撑滚筒3数量为两个，支撑滚筒相互平行且均固定在机架长度方向的两 个棱边的导轨副上并与该两个棱边垂直，分别为处于机架最右侧和机架中间的第一支撑滚 筒、第二支撑滚筒，两个支撑滚筒位于同一平面上，支撑滚筒用于支撑滚动直线导轨伸出导 轨夹具5外的部分。本实施例中支撑导轨副2上的两支撑滚筒可往复滑动，用于改变第一 支撑滚筒与第二支撑滚动间的距离，通过移动改变两者的距离来保证稳定支撑不同长度的 带阻尼器的滚动直线导轨，可适用不同长度的滚动直线导轨与阻尼器间油膜厚度测量。本 实施例中支撑滚筒数量为两个，均可移动，但本发明中对支撑滚筒的数量不进行限制。
[0030] 带阻尼器10的导轨夹具5的下表面固定安装有3套测量单元7,但本发明中对测 量单元7的数量不进行限制。图2中，一个测量单元7包括有磁力座15和位移传感器16。 位移传感器16通过夹头与磁力座15固定相连，磁力座15通过转动开关固定在导轨夹具5 底面上，位移传感器16用于测量阻尼器与导轨间的距离以及量块与导轨间的距离。在滚动 直线导轨6上位于阻尼器10两端并与阻尼器相隔一定距离的地方分别安装有定位滑块11， 本发明实施例中定位滑块11数量为两个，但是本发明并不对定位滑块的数量进行限制，以 定位盖板12覆盖所述两个定位滑块11和阻尼器10,从而将两者固定。根据带阻尼器的滚 动直线导轨不同型号更换不同规格的导轨夹具5、磁力座15和位移传感器16,磁力座15通 过磁力吸附在导轨夹具5底面，其拆装方便，仅通过更换导轨夹具5、磁力座15和位移传感 器16即可适用多种型号的滚动直线导轨副上阻尼器油膜厚度的测量。
[0031] 所述机架1上固定安装有用于启动或者关闭测量的控制盒8,本实施例中，控制盒 8安装在长度方法的棱边上，但本发明不对控制盒8的位置进行限定。
[0032] 本发明中磁力座15和位移传感器16的安装过程为：
[0033] 测量前，先根据被测导轨副型号选择合适大小的磁力座15和位移传感器16,并将 两者连接在一起。
[0034] 然后，将位移传感器16从导轨夹具底面安装孔13伸入，位移传感器16从安装 孔13垂直伸入以保证其喷嘴与导轨工作面垂直，调整位移传感器16以调节该传感器喷嘴 与导轨夹具底面的距离，直到保证磁力座15接触到导轨夹具底面且该传感器喷嘴与导轨 工作面相隔间距为止，磁力座15接触到导轨夹具底面后以吸附在底面，此时转动磁力座开 关，使磁力座吸附并固定在导轨夹具底面上。则此时，磁力座15牢固吸附在导轨夹具底面 且位移传感器16喷嘴与导轨工作面垂直。
[0035] 测量过程为两个步骤：
[0036] 第一步为对表：将量块14正对位移传感器16并紧贴导轨上表面，此时位移传感器 16测量的值为对表值A1，A1见图2和图3所示，即为传感器喷嘴与量块上的与导轨贴合面 间的垂直距离。
[0037] 第二步为测量：移走量块14,将定位盖板12推到测量位置，此时，阻尼器10随之 移动到测量位置，读出此时传感器的值为测量值A2, A2见图3所示，A2即为传感器喷嘴与 阻尼器上与导轨工作面相互平行的内壁面间距离，由于传感器喷嘴距离一定，量块的贴合 面与导轨工作面在同一平面上，则A1即等于传感器喷嘴与导轨工作面距离，即可得此时阻 尼器油膜厚度=A2-A1。为了测量阻尼器全长各部分油膜厚度，一般设置3个测量点，每个 测量点按前述测量方法所测得的值相加后再取平均值，即为为阻尼器的油膜厚度，但本发 明中并不对测量点的数量进行具体限定。
[0038] 本发明中，导轨工作面即为导轨上的受力面，也是与本发明中导轨夹具相平行的 面。
[0039] 本发明装置可测量不同型号阻尼器与滚动直线导轨间的油膜厚度，通用性较强。 可采用专用的测量软件配合高速数据采集卡进行测量，测量过程简单方便，测量结果准确 可靠，测量装置经济成本低，可作为带阻尼器的滚动直线导轨副的批量生产的测量设备。
[0040] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以 限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种测量滚动直线导轨与阻尼器间油膜厚度的装置，其包括机架，所述机架包括长 度方向的两个相互平行的棱边以及与长度方向垂直的宽度方向上两个相互平行棱边，其特 征在于，还包括： 导轨夹具，其呈板状，该导轨夹具通过夹具垫板与机架固定连接且与所述机架的长度 方向平行，用于夹持而固定住带阻尼器的滚动直线导轨； 支撑滚筒，其具有多个，多个相互平行的所述支撑滚筒位于机架长度方向的棱边上并 与所述机架的宽度方向平行，用于支撑滚动直线导轨伸出所述导轨夹具的区段； 测量单元，其位于所述导轨夹具底部，所述一个测量单元包括吸附在导轨夹具底部的 磁力座和与磁力座相固定的位移传感器； 量块，其平放于滚动直线导轨上且与其紧密贴合； 所述位移传感器在磁力座的夹持下从导轨夹具底部分别测量滚动直线导轨工作面与 阻尼器的与该导轨工作面相互平行的内壁面间距离，以及导轨工作面与紧密贴合在该工作 面上的量块的贴合面间距离，以两距离获得阻尼器的油膜厚度。
2. 如权利要求1所述的一种测量滚动直线导轨与阻尼器间油膜厚度的装置，其特征在 于，所述机架长度方向的两个棱边上分别安装有支撑导轨，所述支撑滚筒横跨于该支撑导 轨上并与之连接，以沿该支撑导轨组成的导轨副往复移动，以实现支撑滚筒间的距离的改 变，从而可支撑不同长度的滚动直线导轨。
3. 如权利要求1或2所述的一种测量滚动直线导轨与阻尼器间油膜厚度的装置，其特 征在于，所述导轨夹具、磁力座和所述位移传感器具有多种规格，以匹配测量不同规格的滚 动直线导轨和阻尼器。
4. 如权利要求1-3之一所述的一种测量滚动直线导轨与阻尼器间油膜厚度的装置，其 特征在于，还包括位于滚动直线导轨上分布于阻尼器两端并与之相隔一定距离的两个定位 滑块，以及覆盖所述两个定位滑块和阻尼器的定位盖板，该定位盖板用于固定两个定位滑 块和阻尼器。
5. 如权利要求1-4之一所述的一种测量滚动直线导轨与阻尼器间油膜厚度的装置，其 特征在于，还包括固定在机架上的控制盒，以控制所述气动测量装置的开启和关闭。
6. 如权利要求1-5之一所述的一种测量滚动直线导轨与阻尼器间油膜厚度的装置，其 特征在于，所述测量单元具有多个，多个所述测量单元相互相隔间距分布于所述导轨夹具 底部，以分别测量多个位置的油膜厚度以求平均值。
7. -种应用如权利要求1-6之一所述的装置进行滚动直线导轨与阻尼器间油膜厚度 的测量方法，其特征在于，阻尼器油膜厚度等于滚动直线导轨与其上部阻尼器间距离减去 滚动直线导轨与量块间的距离。
【文档编号】G01B21/08GK104111051SQ201410327012
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】杨家军, 赵美玲, 杨炫召, 李林林, 孙健利, 濮阳铁亚, 沈婧芳, 曹鹏杰 申请人:华中科技大学, 广东高新凯特精密机械股份有限公司