一种滚珠丝杠的性能检测系统的制作方法

本申请涉及性能检测领域，特别涉及一种滚珠丝杠的性能检测系统。

背景技术：

数控机床具有加工精度高、自动化程度高、操作使用方便等特点，在各种精密、复杂、特殊的机械零件加工中得到广泛的应用。其中，滚珠丝杠是机床传送动力及定位的关键部分，主要由丝杆和螺母组成，其性能的退化将会大大影响机床的运行精度，进而影响产品的生产质量，降低设备的利用率，从而带来巨大的损失。

现阶段针对滚珠丝杠的寿命进行测试的方法中，一种是利用弹簧连接滚珠丝杠，为其提供负载力，并实现滚珠丝杠的直线运行，然而弹簧在伸长和压缩的过程中提供的不是恒力，由此，会为滚珠丝杠的测试结果带来一定的不准确性；同时，弹簧在实现双向大载荷的情况下，其伸长或缩短量非常有限，一般不超过500mm，这样对于行程1米以上的丝杆进行测试几乎是不可能的。另一种是依靠传统的重量加载方法来实现，其载荷的大小由配置的重块的重量决定，整个负载的运动通过马达驱动滚珠丝杠运动，通过滚珠丝杠推动负载放置区，从而为整个系统提供负载动力，然而，该重量加载的方式产生的载荷仅为静载荷，且当载荷较大时，则需要在负载置放区配置许多重块或一个相当重的重块，由此导致试验装置会过于庞大，此外，由于重物加载是通过人工实现，导致操作过程极其不便。

因此，如何建立一种针对滚珠丝杠的性能进行测试的系统，以便于准确评估滚珠丝杠的性能指数，为制定滚珠丝杠维护决策提供可靠的依据，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种滚珠丝杠的性能检测系统，该滚珠丝杠的性能检测系统适用于多规格滚珠丝杠，滚珠丝杠在运行时，其对应的负载力可根据实际情况进行控制，且其行程不受限制，有效提高了检测效率。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种滚珠丝杠的性能检测系统，包括：被检测的滚珠丝杠；

与所述滚珠丝杠连接，接收丝杠运行参数，并驱动所述滚珠丝杠以所述丝杠运行参数运行的驱动设备；其中，所述丝杠运行参数包括负载参数；

与所述滚珠丝杠连接，根据所述负载参数为所述滚珠丝杠提供负载力的可控负载设备；

安装于所述滚珠丝杠上，采集所述滚珠丝杠运行时承受的最大压力的数据采集设备；

与所述驱动设备、所述数据采集设备和所述可控负载设备均相连，根据所述滚珠丝杠以所述标准压力对应的丝杠运行参数运行预设次数后的状态信息判定性能指数的控制器。

优选的，所述可控负载设备为油缸。

优选的，所述驱动设备为伺服电机。

优选的，所述数据采集设备为压力传感器。

优选的，所述数据采集设备为多个，且在所述滚珠丝杠上每隔预定间隔安装。

优选的，还包括固定所述滚珠丝杠、所述驱动设备以及所述可控负载设备的基座。

优选的，所述滚珠丝杠通过轴承固定于所述基座上。

优选的，所述驱动设备和所述滚珠丝杠通过联轴器连接。

优选的，还包括固定于所述可控负载设备上方，测量所述可控负载设备的运行位置的电子尺。

优选的，还包括与所述控制器连接，实时显示所述最大压力的显示器。

本申请所提供的一种滚珠丝杠的性能检测系统，包括被检测的滚珠丝杠；与所述滚珠丝杠连接，接收丝杠运行参数，并驱动所述滚珠丝杠以所述丝杠运行参数运行的驱动设备；其中，所述丝杠运行参数包括负载参数；与所述滚珠丝杠连接，根据所述负载参数为所述滚珠丝杠提供负载力的可控负载设备；安装于所述滚珠丝杠上，采集所述滚珠丝杠运行时承受的最大压力的数据采集设备；与所述驱动设备、所述数据采集设备和所述可控负载设备均相连，若所述最大压力未达到标准压力，则增加所述丝杠运行参数，重新进行采集直至达到所述标准压力；若所述最大压力达到所述标准压力，则根据所述滚珠丝杠以所述标准压力对应的丝杠运行参数运行预设次数后的状态信息，判定所述滚珠丝杠的性能指数的控制器。

可见，本申请所提供的滚珠丝杠的性能检测系统，可控负载设备的使用有效解决了现有技术中负载力的不可控性以及局限性，即滚珠丝杠在运行过程中，可控负载设备可以根据接收的负载参数为滚珠丝杠提供对应的负载力，且负载力的大小不受限制；同时，可控负载设备提供的负载力的变化恒定，有效提高了滚珠丝杠测试结果的准确性；进一步，由于该系统解决了传统方式中负载力的不可控性以及局限性，故更加适用于多规格的滚珠丝杠，且对应的行程不受限制，有效提高了检测效率。此外，滚珠丝杠在运行时，其负载力的改变无需人工参与，减少了不必要的停机时间，有效节约了人力及成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供的一种滚珠丝杠的性能检测系统的示意图；

图2为本申请所提供的另一种滚珠丝杠的性能检测系统的示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种滚珠丝杠的性能检测系统，该滚珠丝杠的性能检测系统适用于多规格滚珠丝杠，滚珠丝杠在运行时，其对应的负载力可根据实际情况进行控制，且其行程不受限制，有效提高了检测效率；

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请所提供的一种滚珠丝杠的性能检测系统的示意图，该滚珠丝杠的性能检测系统可包括被检测的滚珠丝杠6；

与滚珠丝杠6连接，接收丝杠运行参数，并驱动滚珠丝杠6以丝杠运行参数运行的驱动设备2；其中，丝杠运行参数包括负载参数；

与滚珠丝杠6连接，根据负载参数为滚珠丝杠6提供负载力的可控负载设备3；

安装于滚珠丝杠6上，采集滚珠丝杠运行时承受的最大压力的数据采集设备4；

与驱动设备2、数据采集设备4和可控负载设备3均相连，根据滚珠丝杠以标准压力对应的丝杠运行参数运行预设次数后的状态信息判定性能指数的控制器1。

具体的，控制器1在接收到工作人员下发的丝杠运行参数后，即可将其发送至驱动设备2，以此利用驱动设备2驱动滚珠丝杠6运行，其中，上述丝杠运行参数包括负载参数，当驱动设备2驱动滚珠丝杠6以丝杠运行参数运行时，滚珠丝杠6会推动可控负载设备3同时运行，可控负载设备3可以根据上述负载参数自动转化为对应的负载力，而无需通过人工进行加载滚珠丝杠6所需要的负载力。其中，丝杠运行参数可以通过工作人员利用人机界面实现，本申请对此不做具体限定。此外，上述丝杠运行参数还可以包括滚珠丝杠6运行的长度、位置及其所需承受的压力，以及可控负载设备3运行的位置等相关参数，但并不限于此，可根据实际情况进行相应的设定。

其中，对于上述可控负载设备3以及驱动设备2的选用类型并不唯一，可控负载设备3可以采用油缸、气缸等实现，驱动设备2可以采用步进电机、伺服电机等实现，本申请不做具体限定。

进一步，当滚珠丝杠6推动可控负载设备3以丝杠运行参数运行时，即可通过数据采集设备4，如压力传感器等，实时采集滚珠丝杠在运行过程中所承受的压力，以获得最大压力，并将其发送至控制器1进行后续数据的处理。控制器1在接收到滚珠丝杠在运行过程中承受的最大压力后，即可执行相应的程序指令，如判断程序，具体可判断该最大压力是否达到其标准压力，其中，该标准压力即为对应的滚珠丝杠厂商提供的规格参数；进一步，如若该最大压力未达到标准压力，则可以继续增加上述丝杠运行参数，利用数据采集设备4重新进行最大压力的采集，直至采集到的最大压力达到标准压力；如若上述最大压力达到了标准压力，即可使滚珠丝杠6以该标准压力对应的丝杠运行参数循环运行，直至满足预设次数。其中，在测试过程中，滚珠丝杠6在运行至预定位置后，再做后退动作至初始位置，视为完成一次循环，该测试过程无需工作人员的看守，可进行连续测试，直至循环完成。最后，即可根据其运行完毕后的状态信息判定其性能指数，如可根据测试后的滚珠丝杠6有无明显的曲折、断裂、磨损等，判定该滚珠丝杠6是否合格或是否符合出厂标准等，具体可通过相应的程序指令实现，如可以利用摄像设备进行拍照并进行图像处理获得处理结果等，又或者工作人员直接进行人眼观察等，更加简单方便，当然，其处理方式本申请不做具体限定。其中，上述各个执行程序均可以存储于相应的存储器内，并由控制器1执行，其执行过程本申请不做具体限定。

此外，对于滚珠丝杠6循环运行的次数，可以根据滚珠丝杠6的行业标准及其规格进行设定找到对应的寿命次数，并以此作为上述预设次数，当然，预设次数的设定并不唯一，可根据实际情况进行设定。

本申请所提供的一种滚珠丝杠的性能检测系统，滚珠丝杠在运行过程中，可控负载设备可以根据接收的负载参数为滚珠丝杠提供对应的负载力，且负载力的大小不受限制，有效解决了传统方式中负载力的不可控性以及局限性；同时，可控负载设备提供的负载力的变化恒定，有效提高了滚珠丝杠测试结果的准确性；该系统也更加适用于多规格的滚珠丝杠，且其对应的行程不受限制，有效提高了检测效率。此外，由于负载力的改变无需人工参与，有效减少了不必要的停机时间，节约了人力及成本。

在上述实施例的基础上：

优选的，上述可控负载设备3可以为油缸。

具体的，可控负载设备3可以采用油缸实现，进一步，上述丝杠运行参数中的负载参数可以包括油缸的液压能，油缸则可以根据工作人员下发的液压能转换为机械能，为滚珠丝杠6提供对应的负载力。由此，滚珠丝杠6在测试过程中，其负载力的改变无需人工参与，可由控制器1直接控制，减少了不必要的停机时间，有效节约了人力及成本。

当然，也可以通过气缸实现，那么上述负载参数可以包括气缸温度，气缸则可以根据该温度参数对空气进行加热，使其膨胀，进一步将热能转换为机械能，为滚珠丝杠提供对应的负载力，同样可达到类似的技术效果。

优选的，上述驱动设备2可以为伺服电机。

具体的，驱动设备3可以采用伺服电机实现，伺服电机可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，即滚珠丝杠6运作，具有较高的控制精度，对速度、位置的控制较为精准；同时，伺服电机具有较强的过载能力和较为可靠的运行性能，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象；此外，伺服电机的加速性能较好，一般只需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合，适用性较为广泛。

优选的，上述数据采集设备4为压力传感器。

具体的，数据采集设备4可以压力传感器实现，压力传感器广泛应用于各种工业自控环境，具有测量范围广泛、高精度、高可靠性等特点，更加有助于提高滚珠丝杠6性能测试结果的准确性；此外，压力传感器的使用寿命较长，具备极好的频率响应特性。

作为一种优选实施例，上述数据采集设备4可以为多个，且在滚珠丝杠上每隔预定间隔安装。

具体的，由于滚珠丝杠6的长度并不唯一，对于长度较长的滚珠丝杠6，可以将其预先分为多段，每段丝杠安装一个数据采集设备4进行数据采集，然后进行数据处理，以进一步提高测试结果的准确性。例如，可以将滚珠丝杠6预先分为四段，并在每一段丝杠的适当位置，如正中间，安装一个数据采集设备4，每个数据采集设备4实时采集对应段丝杠所承受的实际压力，进一步对各实际压力进行比较，以获得最大压力。具体的，工作人员在下发丝杠运行参数时，可以依次下发每段丝杠的丝杠运行参数，如每段丝杠需要运行的位置等，使每段丝杠以对应的丝杠运行参数运行，并进入循环状态。当然，上述滚珠丝杠6被分成的段数可根据滚珠丝杠6的长度进行设定，并不做唯一限定。

此外，在数据采集过程中，还可以进一步获得每一段丝杠在运行过程中所承受的平均压力值、最小压力值等，也可以为滚珠丝杠6的性能检测结果提供一定的参照。通过该优选方式，将滚珠丝杠6分为多段进行数据采集，有效提高了测试结果的准确性。

进一步，请参考图2，图2为本申请所提供的另一种滚珠丝杠的性能检测系统的示意图。

优选的，该滚珠丝杠的性能检测系统还可以包括：固定滚珠丝杠6、驱动设备2以及可控负载设备3的基座5。

优选的，上述滚珠丝杠6可以通过轴承9固定于基座5上。

优选的，上述驱动设备2和滚珠丝杠6可以通过联轴器8连接。

具体的，请参考图2，图2中基座5为大型铸件，用于固定安装驱动设备2、可控负载设备3、滚珠丝杠6以及可供滚珠丝杠直线运行的直线滚动导轨7等相关器件。进一步，驱动设备2通过支撑机构固定于基座5上，并可以通过联轴器8与滚珠丝杠6相连接，以实现滚珠丝杠6与可控负载设备3的独立控制，保证了充足的空间来满足多规格的滚珠丝杠，有效提高了整个系统的适应性能。同时，数据采集设备4安装于滚珠丝杠6的周围，滚珠丝杠6通过轴承9固定于基座5上，且与螺母10相连，螺母10安装在螺母座上，靠螺栓和基座5相连；滚珠丝杠6可通过滑块在导轨7上平动。可控负载设备3通过联轴器与螺母10相连接，固定于动板11上，通过动板11可使得整个可控负载设备3在导轨7上平动。其中，驱动设备2、可控负载设备3、数据采集设备4统一连接于控制器1，由控制器1实现相关指令的下达以及相应数据的处理。

作为一种优选实施例，请参考图2，该滚珠丝杠的性能检测系统还可以包括：固定于所可控负载设备3上方，测量可控负载设备3的运行位置的电子尺12。

具体的，该滚珠丝杠的性能检测系统还可以包括电子尺12，可同可控负载设备3一同固定于动版11上，可用于实时测量可控负载设备3运行的位置，并将测量结果反馈给控制器1进行相关的数据处理，以便于对整个可控负载设备3运行状态的把控。

作为一种优选实施例，该滚珠丝杠的性能检测系统还可以包括：与控制器1连接，实时显示最大压力的显示器。

具体的，为保证工作人员可实时获得对应滚珠丝杠6的检测结果，可将数据采集设备4采集到的最大压力进行实时显示，有效提高了该测试系统的自动化。当然，上述显示器显示的内容仅为本申请提供的一种实施例，并不唯一，可以将工作人员发送的丝杠运行参数、数据采集设备4采集的各类数据以及测试的结果同时显示，也可以只显示其测试结果，本申请不做具体限定。进一步，当滚珠丝杠6的测试结果为不合格时，还可以通过报警器进行报警，以提示工作人员对其进行处理。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的滚珠丝杠的性能检测系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围要素。