[发明专利]一种行星滚柱丝杠副传动误差测量方法

说明书

本发明公开了一种行星滚柱丝杠副传动误差测量方法，属于传动误差测量技术领域。在空载工况下，将行星滚柱丝杠安装于试验装置，初始化各传感器。通过对电机输入转速指令，带动圆光栅和丝杠同步转动，圆光栅即可测的丝杠的转速与转角。丝杠的旋转带动螺母轴向移动，螺母移动时光栅尺读数头随测量头移动产生轴向位移信号。运用计数法与行星滚柱丝杠传动比计算得行星滚柱丝杠的传动误差；在加载工况下，实验装置比于空载工况时增加了加载装置。液压缸为动力源，对固定在螺母外侧的套筒施加给定的轴向力。其余操作，与空载工况下类似，最后可得在给定轴向力作用下行星滚柱丝杠的传动误差。

技术领域

本发明涉及传动误差测量方法技术领域，具体涉及一种可用于行星滚柱丝杠在空载和加载工况下传动误差的测量方法。

背景技术

随着机电作动器在军用和民用领域的应用和发展，大推力、高精度、高频响、高效率、长寿命的执行机构成为发展需求，而行星滚柱丝杠以其大推力、能在高速和相对恶劣的环境中使用等特点，广泛应用于全电化的飞机器和武器装备，石油化工、数控机床等领域。

传动精度是评价行星滚柱丝杠传动性能优劣的重要指标之一。伺服系统的基本性能指标为快速、准确和稳定，作为机电伺服系统中的传动机构，行星滚柱丝杠的传动精度对系统的静态和动态性能有较大影响。在开环系统中，行星滚柱丝杠精度不足会增大系统的稳态误差，直接影响整个系统的精度；在闭环控制系统中，行星滚柱丝杠的传动精度虽然不会影响系统的精度，但会影响系统的动态性能，行星滚柱丝杠的传动精度不足会增大系统的超调量，延长调整时间，从而影响控制系统的快速性和准确性。

影响行星滚柱丝杠传动精度的因素非常复杂，各种误差同时并存，精确计算其数值是非常困难的。行星滚柱丝杠系统的传动误差数据可用于验证行星滚柱丝杠传动误差的理论计算及分析的正确性，以及确定行星滚柱丝杠的实际传动精度，所以对于行星滚柱丝杠传动误差的研究分析变的相当重要。

发明内容

因此，针对现有技术的上述问题，本发明提出一种可用于行星滚柱丝杠在空载和加载工况下传递误差的测量方法。

具体的，在空载条件下，所述方法包括：

步骤一：将待测行星滚柱丝杠安装于实验台，对圆光栅、光栅尺进行初始化；

步骤二：通过电机输入转速指令，电机经过机械传动装置带动驱动轴，圆光栅器安装在驱动轴上，由驱动轴带动被测丝杠和圆光栅同步转动，读取信号产生角度基准信号，丝杠转动时带动螺母沿轴向移动，螺母移动时光栅读数头随测量头移动产生轴向位移信号，采用高速计数卡同时采集圆光栅和光栅尺的信号，高速计数卡接收光栅和光栅尺信号后进行高倍电子细分并传输给计算机；

步骤三：利用步骤二所得信号计算丝杠转过的角度，即为输入转角；通过传动比关系将丝杠的转角换算成螺母的理论位移；再通过光栅尺实时测量出螺母在该输入转角下的实际位移；最后，实时对比实际位移与理论位移之差即为行星滚柱丝杠的传动误差。

进一步的，所述方法步骤一中采取一端固定一端自由的安装方式将待测行星滚柱丝杠安装于实验台。

进一步的，所述方法步骤一中还包括：检查测控系统参数设置是否正常并确保能够进行正常的测试及控制，正常工作后，对行星滚柱丝杠进行缓慢地跑合，观察测量系统是否运转正常，同时确定测量时行星滚柱丝杠运动的起始位置。

在加载工况下，所述方法包括：

步骤一：将待测行星滚柱丝杠安装于实验台，试验台设置加载装置，采用液压加载方式对行星滚柱丝杠进行轴向加载，以液压缸为动力源，通过复合控制器来实现加载力大小的调整，在液压缸输出端连接力传感器，在计算机测控程序中加入力循环控制系统，对圆光栅、光栅尺进行初始化；