Yang Heqing 1,Han Jun 1,Wang Manxin 1,Ou Yi 1,Guan Qiang 2,Feng Hutian 1(1.School of Mechanical Engineering,Nanjing University of Science and Technology,Jiangsu Nanjing,210094,China)(2.Jiangsu Suzhou Neway CNC Equipment Co.,Ltd.,Jiangsu Suzhou,215000,China)

为了准确判断刀库倒刀时到位精度情况,提出了影响倒刀精度的两个误差角,在此基础上,开发出倒刀精度测量试验台,利用两个激光位移传感器进行测量并通过矩阵变换计算出误差角,从而得到不同刀柄质量对选刀及倒刀精度的影响。试验结果表明,所提方法可精确计算出刀库倒刀误差并探究其产生的原因,从而为提高刀库倒刀精度提供依据。

滚珠丝杠副丝杠滚道表面波纹度是影响振动噪声的重要因素之一。针对丝杠滚道表面波纹度的检测需求设计了一套检测装置。根据丝杠表面滚道的高质量、无损要求,结合散射光传感器检测原理等技术,设计了该检测装置的机械结构和测控系统。其中,测控系统由驱动系统、控制系统和数据采集系统组成。波纹度检测装置的测控软件包括试验大纲、参数设置、数据分析计算3个部分。该装置的设计为丝杠滚道表面波纹度检测提供初步设计基础。

为了研究润滑条件对滚动直线导轨副振动特性的影响,文章进行了相关的试验研究。首先,搭建了振动信号采集系统;然后,对三种不同润滑条件下的滚动直线导轨副进行振动信号采集;最后,采用基于小波包信号能量提取算法对采集到的振动信号进行分析处理。从得到的结果中可以看出,滚动直线导轨副在前8个频率带上,振动信号能量随着润滑条件的提高而增大,而在后8个频率带上,振动信号能量随着润滑条件的提高而减小。研究结论发现,可以通过振动信号能量来表征润滑条件,进而通过监测振动信号能量来检测导轨副的润滑状况,这为检测导轨副的健康状况提供了一种新的研究方法。

文章以虚拟演播室用摄影机器人为研究对象,根据演播室或舞台实际需求,通过对D-H法的改进,提出了对于摄影机器人工作末端的新分析方法。将工作末端扩展到整个拍摄空间,从二维图像中提取三维坐标。依据这一分析方法,完成了一种新的控制算法。运用MATLAB编程运算求解,且对这一算法进行了试验,验证了其正确性,满足了摄影机器人使用的特殊要求。

针对目前滚动直线导轨副在工作过程中较为复杂的摩擦情况,基于有预加载荷的滚柱直线导轨副的结构特点,建立滚柱过盈量和预加载荷的关系式,结合滚柱直线导轨副的摩擦力和正压力的平衡方程,推导出滚柱直线导轨副的摩擦力与预加载荷的数学模型。使用滚动直线导轨副摩擦力试验台对四种不同过盈量的滚柱直线导轨副进行摩擦力测量。试验结果表明：当无外载荷、美孚100号润滑、无密封圈的情况下,有预加载荷的滚柱直线导轨副的摩擦力与预加载荷成正比;可通过这个状态下的平均摩擦系数来计算滚柱直线导轨副的预加载荷的大小。

为探究滚珠丝杠滚道的研磨工艺,应用自主研制的滚珠丝杠研磨工装及研磨试验台,对单根丝杠进行分段研磨试验,重点研究了丝杠行程误差、滚道表面粗糙度及表面残余应力随研磨周期的变化情况。结果表明,使用自制的研磨工装可有效改善滚珠丝杠的行程误差,减小左右滚道粗加工时存在的粗糙度差异。其中,左右滚道全程变动量分别下降46.5%、24.2%,表面粗糙度Ra分别达到0.2658μm、0.2843μm。此外,研磨前滚道表面残余应力在-200MPa以下,随研磨周期数增加,滚道表面残余应力增大,研磨后表面残余压应力可达-450MPa以上,有利于疲劳寿命。试验验证了自主研制的丝杠研磨装置及丝杠研磨工艺的有效性,并为深入研究研磨参数对滚道表面的影响提供了借鉴意义。

针对现有导轨副滑块型面精度检测装置精度低、专用程度不足和自动化水平落后等问题,提出一种激光位移传感器倾斜测量的方案,根据该方案设计专用检测装置。装置设计主要针对实现其测量过程的结构设计,包括试验台整体设计、夹具台设计、滑块基准面测量部件设计等,同时也对测控系统进行设计以保证运动的控制与数据的采集。最后对检测装置进行精度分析并与现有的测量装置的方法进行对比,展现该装置的优越性。

为了研究不同预紧等级对滚珠直线导轨副综合性能的影响。首先建立四列滚珠单圆弧滚道接触模型,分析预紧力的产生机理,并推导出预紧状态下摩擦力的计算公式,确立预紧力与摩擦力的关系。再运用自主研发的滚珠直线导轨副综合性能试验台,以GGB45BA系列导轨副为试验样件进行试验,结合Hertz接触理论、Stribeck曲线关系等理论对试验结果进行对比验证,分析出不同预紧等级（微预紧、轻预紧、中预紧）对滚珠直线导轨副运动精度、振动特性、摩擦力、噪声等综合性能参数的影响规律。为通过预紧力提高滚珠直线导轨副的综合性能提供了重要的理论和试验依据。

为了研究预紧力对滚柱直线导轨副振动特性的影响，文中提出采用ADAMS仿真分析和实验相结合的方法。首先，通过采用不同过盈量的滚柱来表示不同的预紧力；然后，用ADAMS仿真软件对不同预紧等级下的滚柱直线导轨副进行仿真分析得到各阶固有频率及振型；最后，采用锤击法对仿真结果进行实验验证。从结果分析可以看出，仿真结果和实验结果基本吻合，且预紧力增大，导轨副的各阶固有频率也相应增大。文中的研究结果对研究机床振动和振动控制以及准确进行机床动态优化设计具有重要意义。