[发明专利]一种低成本高精度小型扫描架及控制方法

说明书

本发明公开了一种低成本高精度小型扫描架，包括X轴基座和工控机，所述X轴基座顶部的两侧均固定连接有X轴导轨，且X轴导轨的顶部通过X轴滑块滑动连接有滑板，所述X轴基座的顶部通过轴承座转动连接有X轴滚珠丝杆，所述X轴滚珠丝杆的外表面与滑板的底部螺纹连接，涉及通讯测试设备技术领域。该低成本高精度小型扫描架及控制方法，可大大降低成本和提高了检测精度，减少了反馈线路的连接，对控制箱也进行了简化，经过多方面的测量和验证，其精度完全满足天线测试要求，很好的实现了通过滚珠丝杆和伺服电机的半闭环系统来保证系统控制的精度，从而达到了确保扫描架机械直线导轨的直线度和平面度的目的。

技术领域

本发明涉及通讯测试设备技术领域，具体为一种低成本高精度小型扫描架及控制方法。

背景技术

扫描架用来配合完成阵列天线各通道的幅度、相位一致性的测试，是整个近场测量系统中的关键部件。对于不同频率的天线，需要不同精度的扫描架，针对40G天线而言，扫描架平面度0.05mm（RMS）、定位精度±0.05mm的精度是能够满足测试要求的。如果选用滚珠丝杆和直线光栅尺来设计扫描架的话，精度高，但是成本较高，为了降低成本，提高测试性价比，发明了一种滚珠丝杆配合直流伺服电机形成的半闭环系统来设计扫描架。

目前，绝大多数高精度小型扫描架选用滚珠丝杆作为传动部件，直线光栅尺作为反馈部件，但是这样的结构成本较高，不能实现通过滚珠丝杆和伺服电机的半闭环系统来保证系统控制的精度，从而无法达到确保扫描架机械直线导轨的直线度和平面度的目的。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种低成本高精度小型扫描架及控制方法，解决了现有的结构成本较高，不能实现通过滚珠丝杆和伺服电机的半闭环系统来保证系统控制的精度，无法达到确保扫描架机械直线导轨的直线度和平面度目的的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种低成本高精度小型扫描架，包括X轴基座和工控机，所述X轴基座顶部的两侧均固定连接有X轴导轨，且X轴导轨的顶部通过X轴滑块滑动连接有滑板，所述X轴基座的顶部通过轴承座转动连接有X轴滚珠丝杆，所述X轴滚珠丝杆的外表面与滑板的底部螺纹连接，且X轴基座的一侧固定连接有X轴电机，所述X轴电机的输出轴通过联轴器与X轴滚珠丝杆的一端固定连接，所述滑板的顶部固定连接有Y轴底座，所述Y轴基座的一侧固定连接有Y轴导轨，且Y轴基座的顶部固定连接有Y轴电机，所述Y轴电机输出轴的一端通过联轴器固定连接有Y轴滚珠丝杆，且Y轴滚珠丝杆的底端与滑板的顶部转动连接，所述Y轴导轨的一侧通过Y轴滑块滑动连接有Z轴基座，所述Z轴基座的一侧与Y轴滚珠丝杆的外表面螺纹连接，且Z轴基座另一侧的顶部和底部均固定连接有Z轴导轨，所述Z轴基座的一侧固定连接有Z轴电机，且Z轴电机输出轴的一端通过联轴器固定连接有Z轴滚珠丝杆，所述Z轴滚珠丝杆远离Z轴电机的一端通过轴承座与Z轴基座的正面转动连接。

优选的，所述Z轴导轨的一侧通过Z轴滑块滑动连接有支架，且支架的一侧固定连接有探头。

优选的，所述X轴基座顶部的一侧与Y轴基座背面的一侧之间固定连接有X轴拖链，且Y轴基座的背面与Z轴基座的背面之间固定连接有Y轴拖链。

优选的，所述工控机与减速器末级反馈系统实现双向连接，且减速器末级反馈系统包括运动控制卡和伺服电机驱动器，且运动控制卡的输出端与伺服电机驱动器的输入端连接。

优选的，所述伺服电机驱动器的输出端分别与X轴电机、Y轴电机和Z轴电机的输入端连接，且伺服电机驱动器的输入端分别与电气保护模块和码盘反馈模块的输出端连接，所述电气保护模块的输出端与运动控制卡的输出端连接。

本发明公开了一种低成本高精度小型扫描架的控制方法，包括如下步骤：