[发明专利]一种液体静压导轨综合性能的动态测量装置及方法

权利要求书

1.一种液体静压导轨综合性能的动态测量装置，其特征在于，包括：

工作台，所述工作台设置有供液体静压导轨安装的安装部；

加载单元，所述加载单元包括支撑架以及安装在所述支撑架上的加载组件，所述支撑架可滑动地安装在所述工作台上，且所述支撑架的滑动方向与所述液体静压导轨的溜板的滑动方向一致；所述支撑架具有可与所述溜板相连的连接部，所述加载组件可对所述液体静压导轨进行加载；

测量单元，所述测量单元包括位移测量组件和两个光栅尺，所述位移测量组件包括由多个位移传感器组成的位移传感器组，所述位移传感器组通过支架安装于所述溜板，并用于对所述溜板的位移变化量进行检测，两个所述光栅尺分设于所述液体静压导轨的导轨两侧，且每根所述光栅尺均沿所述溜板的滑动方向布置，其中一个所述光栅尺用于反馈和控制所述液体静压导轨的位置，另一个所述光栅尺用于测量所述液体静压导轨的位置和速度。

2.根据权利要求1所述的液体静压导轨综合性能的动态测量装置，其特征在于，所述位移测量组件还包括基准尺，所述基准尺沿所述溜板的滑动方向布置于所述液体静压导轨的一侧，所述支架具有横跨于所述基准尺上方的延伸部，所述延伸部上设置所述位移传感器，并能通过对所述基准尺顶壁与侧壁的位移变化量进行检测，从而来得出所述溜板水平方向与垂直方向的位移变化量。

3.根据权利要求2所述的液体静压导轨综合性能的动态测量装置，其特征在于，所述基准尺有两组，两组所述基准尺对称安装于所述液体静压导轨两侧。

4.根据权利要求1所述的液体静压导轨综合性能的动态测量装置，其特征在于，所述工作台上安装有滑轨，所述滑轨沿所述溜板的滑动方向布置，所述支撑架具有与所述滑轨滑动配合的滑动部，所述加载组件有多组且均安装在所述支撑架上，多组所述加载组件包括沿水平方向对所述溜板或所述支架进行加载的水平加载组件，以及沿竖直方向对所述溜板或所述支架进行加载的垂直加载组件。

5.根据权利要求4所述的液体静压导轨综合性能的动态测量装置，其特征在于，所述水平加载组件和所述垂直加载组件均包括直线驱动机构、力传感器和加载头，所述力传感器安装在所述直线驱动机构的输出端与所述加载头之间，所述加载头用于与所述溜板或所述支架接触。

6.根据权利要求1所述的液体静压导轨综合性能的动态测量装置，其特征在于，还包括床身单元，所述床身单元包括具有支撑腿的机架以及安装在所述机架的支撑腿底部的隔振组件，所述工作台设置在所述机架上。

7.根据权利要求1所述的液体静压导轨综合性能的动态测量装置，其特征在于，所述测量单元还包括由多个液体压力传感器组成的液体压力传感器组，所述液体压力传感器用于对所述液体静压导轨内的油膜的受振位移变化量进行检测；所述液体压力传感器组中，部分所述液体压力传感器设置于所述溜板，部分所述液体压力传感器设置于所述导轨。

8.根据权利要求1或7所述的液体静压导轨综合性能的动态测量装置，其特征在于，所述测量单元还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述导轨并能对所述液体静压导轨内的油膜温度变化量进行检测，所述温度传感器的检测端设置有导热硅胶。

9.一种采用权利要求1～7中任一项所述的测量装置进行液体静压导轨综合性能的动态测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

驱动液体静压导轨做往复直线运动，通过其中一个光栅尺反馈和控制液体静压导轨的位置，通过另一个光栅尺测量液体静压导轨的位置和速度，以实现液体静压导轨的定位精度和运动平稳性的动态测量；其中，运动平稳性通过波动率、速率精度及速率平稳性三项指标进行表征；

通过位移传感器对液体静压导轨的溜板在运动过程的水平位移变化量和垂直位移变化量进行检测，以实现液体静压导轨的水平方向以及垂直方向的运动直线度的动态测量；

通过加载组件对运动过程中液体静压导轨进行加载，以实现液体静压导轨对应加载方向的静刚度的动态测量。

10.根据权利要求9所述的液体静压导轨综合性能的动态测量装置，其特征在于，通过采用液体压力传感器和温度传感器对运动过程的液体静压导轨内油膜进行检测，以实现油膜的受振位移变化量和温度的动态测量。