用于提高转台轴承角位移准确度的控制方法

摘要

一种用于提高转台轴承角位移准确度的控制方法，转台轴承(3)含外圈(3.1)、径向滚子(3.2)、轴圈(3.3)、内圈(3.4)、联接螺栓(3.5)、保持架(3.6)和轴向推力圆柱滚子(3.7)。在轴圈上设置短刻度槽(3.3.1)和长刻度槽(3.3.2)并镀铬。根据转台轴承(3)的外形特征加工出支撑座(1)，支撑座安装有两个透射式光栅传感器(4)和一个反射式光栅传感器(2)，所述传感器的引出线与调理电路盒(5)连接，透射式光栅传感器用于监测轴圈的短刻度槽并起到监测轴圈角位移的实际偏转量，反射式光栅传感器用于监测轴圈的长刻度槽并起到监测基准作用。适用对角位移有高要求数控机床的旋转台或分度盘上。

主权项

一种用于提高转台轴承角位移准确度的控制方法，所述转台轴承(3)包含有外圈(3.1)、径向滚子(3.2)、轴圈(3.3)、内圈(3.4)、联接螺栓(3.5)、保持架(3.6)以及轴向推力圆柱滚子(3.7)；所述转台轴承(3)的外圈(3.1)固定，在内圈(3.4)以及轴圈(3.3)的内孔里配装有涡轮蜗杆装置，该涡轮蜗杆装置与伺服电机或步进电机联接；当伺服电机或步进电机通电工作时，伺服电机或步进电机驱动涡轮蜗杆装置，涡轮蜗杆装置再带动轴圈(3.3)旋转并产生角位移，这一传动过程自定义为开环控制方式，该开环控制方式由于伺服电机或步进电机的通电控制误差以及涡轮蜗杆装置的机械传递误差，降低了轴圈旋转角位移的准确度；其特征是：所述控制方法包括以下两部分内容：Ⅰ、轴圈(3.3)的结构改进；Ⅱ、围绕轴圈(3.3)结构改进的辅助控制方式；关于轴圈(3.3)的结构改进：①在不改变轴圈(3.3)现有结构的基础上，先在轴圈非接触面的外径边缘一圈加工出n个间距均相等的短刻度槽(3.3.1)，轴圈接触面是指轴圈与内圈接触的面，所述，而该公式中所述i=，所述i只取小数点前的整数，所述D为轴圈(3.3)的外径尺寸mm；以任一短刻度槽为基准并将该短刻度槽沿轴圈外径端面延长制作成基准长刻度槽，以基准长刻度槽为基准沿轴圈外径端面制作23个长刻度槽，这样在轴圈外径端面包括基准长刻度槽在内共形成24个长刻度槽(3.3.2)，与基准长刻度槽左右相邻的两个长刻度槽相对基准长刻度槽与轴圈中点的夹角各为15°，其余每相邻两个长刻度槽与轴圈中点的夹角同为15°，或是说在360°的轴圈外径端面上每相隔15°设置一个长刻度槽(3.3.2)；②在轴圈(3.3)上加工出所有短刻度槽(3.3.1)和长刻度槽(3.3.2)后再对轴圈的外径端面和短刻度槽进行镀铬；关于围绕轴圈(3.3)结构改进的辅助控制方式：③根据转台轴承(3)的外形特征加工出支撑座(1)，支撑座(1)的底端设置有用于固定支撑座的通孔，支撑座(1)的外径端面沿其径向设置有三个用于安装传感器的内孔，所述传感器是指两个透射式光栅传感器(4)和一个反射式光栅传感器(2)，其中两个所述内孔对称配置且其中心轴线与轴圈非接触面平齐用于分别安装两个透射式光栅传感器(4)，另一个所述内孔的中心轴线指向轴圈的外径端面且该内孔用于安装反射式光栅传感器(2)，安装两个透射式光栅传感器(4)的所述内孔在同一中心轴线上，而安装两个透射式光栅传感器(4)的所述内孔中心轴线则与安装反射式光栅传感(2)器的所述内孔中心轴线相互平行；④设置一个调理电路盒(5)，该调理电路盒含有A/D转换器、信号数字处理器DSP和D/A转换器；⑤当转台轴承(3)在机床箱体内安装就位时，在转台轴承(3)上套上已安装好两个透射式光栅传感器(4)和反射式光栅传感器(2)的支撑座(1)，支撑座(1)的所述通孔通过螺栓将支撑座固定就位，固定就位后注意两个透射式光栅传感器(4)和反射式光栅传感器(2)与轴圈(3.3)短刻度槽(3.3.1)和长刻度槽(3.3.2)是否有相互接触现象，若有接触现象则应调整透射式光栅传感器(4)或是反射式光栅传感器(2)的安装位置直至不发生接触现象为止；将两个透射式光栅传感器(4)和反射式光栅传感器(2)的引出线连接在调理电路盒(5)的A/D转换器上，两个透射式光栅传感器(4)用于监测轴圈(3.3)的短刻度槽(3.3.1)并起到监测轴圈角位移的实际偏转量，反射式光栅传感器(2)用于监测轴圈(3.3)的长刻度槽(3.3.2)并起到监测基准作用；当伺服电机或步进电机工作时，内圈(3.4)和轴圈(3.3)同时随涡轮蜗杆装置而转动且发生角位移，此时两个透射式光栅传感器(4)和反射式光栅传感器(2)将监测到的轴圈(3.3)角位移信号汇总在在调理电路盒(5)的A/D转换器上，A/D转换器再将所述角位移信号通过信号数字处理器DSP以及D/A转换器反馈给电子后处理系统CNC，电子后处理系统CNC通过数据处理后将修正的模拟控制信号再传输给伺服电机或步进电机进而调整或提高转台轴承(3)角位移的准确度。