[发明专利]监测转台轴承角位移的反射式控制方法

摘要

一种监测转台轴承角位移的反射式控制方法，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)。在轴圈上设置黑色短刻度线(3.3.1)和黑色长刻度线(3.3.2)。根据转台轴承(3)的外形特征加工出支撑座(1)，支撑座安装有第一反射式光栅传感器(2)、第二反射式光栅传感器(5)和第三反射式光栅传感器(4)，所述传感器的引出线与调理电路盒(6)连接，两个所述传感器用于监测轴圈黑色短刻度线并起到监测轴圈角位移的实际偏转量，一个所述传感器用于监测轴圈黑色长刻度线并起到监测基准作用。适用于数控机床上。

主权项

1.一种监测转台轴承角位移的反射式控制方法，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(3.3)旋转角位移的准确度；其特征是：所述反射式控制方法包括以下两部分内容：Ⅰ、轴圈的结构改进；Ⅱ、围绕轴圈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，先对轴圈(3.3)外径端面进行镀铬，镀铬后在轴圈(3.3)外径端面加工出n个间距均相等的短刻度线，所述，所述i=，所述D为轴圈的外径尺寸；以任一短刻度线为基准并将该短刻度线沿轴圈(3.3)外径宽度方向延长制作成基准长刻度线，以基准长刻度线为基准沿轴圈(3.3)外径端面再制作23个长刻度线，这样在轴圈(3.3)外径端面包括基准长刻度线在内共形成24个长刻度线，与基准长刻度线左右相邻的两个长刻度线相对基准长刻度线与轴圈中心的夹角各为15°，其余每相邻两个长刻度线与轴圈中心的夹角同为15°，或是说在360°的轴圈(3.3)外径端面上每相隔15°设置一个长刻度线；②对所述短刻度线和所述长刻度线做黑色染色处理形成黑色短刻度线(3.3.1)和黑色长刻度线(3.3.2)；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)上端侧面沿支撑座径向设置有三个用于分别安装传感器的内孔，所述传感器包括第一反射式光栅传感器(2)、第二反射式光栅传感器(5)和第三反射式光栅传感器(4)，支撑座(1)上端面与轴圈(3.3)上端面平齐，其中两个所述内孔对称配置且其径向轴线指向轴圈(3.3)的黑色短刻度线(3.3.1)并用于分别安装第一反射式光栅传感器(2)和第三反射式光栅传感器(4)，另一个所述内孔的径向轴线指向轴圈(3.3)的黑色长刻度线(3.3.2)并用于安装第二反射式光栅传感器(5)，安装第一反射式光栅传感器(2)和第三反射式光栅传感器(4)的所述内孔具有同一径向轴线，安装第一反射式光栅传感器(2)和第三反射式光栅传感器(4)的所述内孔径向轴线与安装第二反射式光栅传感器(5)的所述内孔径向轴线相互平行；④设置一个调理电路盒(6)，该调理电路盒(6)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，在转台轴承上套上已安装好第一反射式光栅传感器(2)、第二反射式光栅传感器(5)和第三反射式光栅传感器(4)的支撑座(1)，支撑座(1)的通孔通过螺栓将支撑座固定就位，固定就位后检查第一反射式光栅传感器(2)、第二反射式光栅传感器(5)和第三反射式光栅传感器(4)是否与轴圈(3.3)外径端面有相互接触现象，若有接触现象则应调整所述反射式光栅传感器的安装位置直至不发生接触现象为止；将第一反射式光栅传感器(2)、第二反射式光栅传感器(5)和第三反射式光栅传感器(4)的引出线连接在调理电路盒(6)的A/D转换器上，第一反射式光栅传感器(2)和第三反射式光栅传感器(4)用于监测轴圈(3.3)的黑色短刻度线(3.3.1)并起到监测轴圈(3.3)角位移的实际偏转量，第二反射式光栅传感器(5)用于监测轴圈(3.3)的黑色长刻度线(3.3.2)并起到校准基准之作用；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，此时第一反射式光栅传感器(2)、第二反射式光栅传感器(5)和第三反射式光栅传感器(4)将监测到的输出信号汇总在在调理电路盒(6)的A/D转换器上，A/D转换器再将所述输出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提高转台轴承(3)角位移的准确度。