精密滚珠丝杠伺服加载实验系统的设计(5)
另外 对于滚珠丝杠的工作载荷以及加速度的检测也是非常必要的。
2.2 系统方案依据
根据课题的相关测试要求，结合当前国内外对精密滚珠丝杠副各种性能的研究情况以及滚珠丝杠副测试系统的发展趋势，精密滚珠丝杠性能检测平台的设计与开发应遵循下列要求：
（1）易于操作和使用，功能先进，文护方便。
（2）尽可能采用标准化部件，提高系统的互换性和可靠性。
（3）系统软件应界面友好，可操作性强，便于操作人员快速掌握。
（4）经济性要求。不要盲目追求复杂高级的方案，只要满足使用功能要求即可。综合考虑仪器的制造成本和使用成本，制定出正确的方案。
（5）精度要求。根据生产实际中被测对象的精度要求来确定，无需追求过高精度增加不必要的制造成本。
（6）效率要求。测试平台使用效率应与滚珠丝杠副的研发进度相适应。寿命和稳定性要求。采用模块化部件，采用技术成熟、可靠性高的元件，增长系统的无文护使用周期。
2.3 实验系统总体方案设计
根据以上原则，制定滚珠丝杠副实验台测试方案，图2.1为滚珠丝杠副实验系统方案整体布局图：
图2.1滚珠丝杠副实验系统整体布局图
整个实验系统可以分为计算机系统、机械实验台和电气系统以及控制系统四个部分。计算机是测试系统的处理核心，运行测量软件；机械实验台是指滚珠丝杠副的夹持装置，为实现综合性能测试技术需要所设计的；电气系统是指根据测量原理所选配的仪器设备。控制系统实现对丝杠驱动和负载的控制。四者有机的结合工作才能满足滚珠丝杠副综合性能的测试。
3 精密滚珠丝杠伺服加载实验各分系统方案
3.1 主轴控制系统方案
精密滚珠丝杠副的主轴控制系统是以机械位移为直接控制目标的自动控制系统。而在整个伺服系统中，对精密滚珠丝杠进行动态检测时，伺服电机为丝杠转动提供力。作为一个执行机构，它能够很好的执行上位计算机的每一个指令。
3.1.1 对伺服系统的要求
（1） 精度高。伺服系统的精度是指输出量能复现输入量的精确程度。在滚珠丝杠性能检测中，它是作为旋转方向上进行位置定位的一种标准，因而要求能有很高的定位精度和重复定位精度。
（2） 调速范围宽。调速范围Rn为：
Rn=nmax / nmin
式中nmax、nmin为额定负载时的最高、最低转速，单位为r/min
（3） 快速响应。除了保证较高的定位精度外，还要求伺服系统能够有很高的指令响应功能。
（4）高性能的伺服电动机。伺服电动机是伺服系统的重要驱动元件。为满足上述要求，对伺服电动机的要求应该是：从最低速度到最高速度能平滑运转，具有大的、较长时间的过载能力、响应快、还要求能承受频繁的启动、制动和反转。
3.1.2 伺服电机的选择
本文设计的试验平台需要在测量过程中对滚珠丝杠副的各项性能参数进行动态测量。因此运动控制电机是精密滚珠丝杠副综合性能测试实验的一个重要组成部分，合理选择电机是其中的关键环节。
伺服电机不同于一般的电机，它具有控制位置和控制速度的功能，它的基本要求是使执行机构具有正确的运动速度、定位精度、快速响应等。伺服电机具备的主要性能可以归结为以下几点：
(1)可在很大范围内控制运动速度；
(2)较大的加速、减速转矩：