[发明专利]一种卡箍刚度自动标定装置及其使用方法

权利要求书

1.一种卡箍刚度自动标定装置，其特征在于，所述的卡箍刚度自动标定装置用于快速、高精度卡箍刚度标定，包括工作台底座(1)、滚珠丝杠底座(3)、丝杠螺母滑台(4)、步进电机(5)、减速器(6)、光杠(7)、滚珠丝杠(8)、加载杆(9)、弹簧(10)、限位圈(11)、销钉(12)、位移传感器(13)、力传感器(14)、加载头(15)、卡箍(16)、卡箍支座(17)；

所述的滚珠丝杠底座(3)底面固定在工作台底座(1)上，滚珠丝杠底座(3)上方固定步进电机(5)及减速器(6)，步进电机(5)的转动方向和转速由工控机控制；所述的减速器(6)上端与步进电机(5)连接，下端与滚珠丝杠(8)连接；所述的滚珠丝杠(8)与丝杠螺母相互配合，构成滚珠丝杠螺母副，丝杠螺母固定在丝杠螺母滑台(4)内；所述的丝杠螺母滑台(4)位于滚珠丝杠底座(3)中部，两个光杠(7)垂直穿过丝杠螺母滑台(4)两端固定在滚珠丝杠底座(3)上，丝杠螺母滑台(4)与光杠(7)相互配合，光杠(7)保证丝杠螺母滑台(4)进给方向的直线性，两个光杠(7)的设置保证加载过程中进给方向不发生偏转；通过上述结构，步进电机(5)的旋转运动转化为丝杠螺母滑台(4)的直线运动；

所述的丝杠螺母滑台(4)侧面设有两个中部带通孔的凸台结构，加载杆(9)装配于丝杠螺母滑台(4)上的两孔间；所述的加载杆(9)上套有两个弹簧(10)、一个限位圈(11)，限位圈(11)位于两个弹簧(10)之间，限位圈(11)上设有销钉孔，采用销钉(12)将其固定于加载杆(9)上；

所述的加载杆(9)底端与力传感器(14)连接，力传感器(14)另一端与加载头(15)连接，用于测量拉力和压力；所述的加载头(15)上方一侧固定有位移传感器(13)，用于测量加载头(15)沿加载方向位移；所述的卡箍支座(17)固定在工作台底座上，卡箍(16)设于加载头(15)和卡箍支座(17)之间；所述的力传感器(14)和位移传感器(13)均与采集装置连接，用于测量卡箍(16)受力大小及变形量，并输出信号传输至工控机进行记录及整理，进而得到连续的力-位移曲线继而得到卡箍的刚度。

2.根据权利要求1所述的一种卡箍刚度自动标定装置，其特征在于，所述的工作台底座(1)和滚珠丝杠底座(3)间还设有刚度加强肋板(2)，用于加强标定装置刚度。

3.权利要求1或2所述的一种卡箍刚度自动标定装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

准备工作：

首先，确定卡箍(16)加载力的最大值，作为边界条件输入工控机；根据加载力的大小，确定弹簧(10)的刚度，使加载过程平稳、连续；

工作过程：

卡箍刚度标定过程中，首先调整到平衡位置，力传感器(14)和位移传感器(13)归位；工控机发出指令，控制步进电机(5)的启动，带动减速器(6)转动，经过减速器(6)的减速作用，转速下降，扭矩增加；通过丝杠螺母副，进一步带动整个丝杠螺母滑台(4)的直线运动；通过弹簧(10)的作用，丝杠螺母滑台(4)的位移平稳的传递到加载头(15)继而使卡箍(16)产生变形；

采集装置同步采集力传感器(14)和位移传感器(13)的信号，输出信号到工控机；力信号到达设置值后，工控机控制步进电机(5)停止转动，之后步进电机反转，直到到达反向设置值时，步进电机再次反转到达零点；通过一次装夹即可得到整个过程的力-位移曲线继而计算出卡箍(16)拉伸压缩状态下的刚度。