專利名稱：用于提高轉(zhuǎn)臺軸承角位移準(zhǔn)確度的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軸承技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于提高轉(zhuǎn)臺軸承角位移準(zhǔn)確度的控制方法。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)臺軸承3的基本結(jié)構(gòu)參見圖2.。轉(zhuǎn)臺軸承3由外圈3. 1、徑向滾子3. 2、軸圈3. 3、內(nèi)圈3. 4、聯(lián)接螺栓3. 5、保持架 3. 6以及軸向推力圓柱滾子3. 7組成，在外圈3. 1寬度方向的兩端面對稱裝配有兩組軸向推力圓柱滾子3. 7，在外圈3. 1的內(nèi)徑端面裝配有一組徑向滾子3. 2。轉(zhuǎn)臺軸承3具有高精度、高剛性、高承載能力，適用于機床分度盤或其他精密機械的旋轉(zhuǎn)工作臺上。轉(zhuǎn)臺軸承3若應(yīng)用在機床分度盤上，由于分度盤具有圓周360°刻度，因此要求轉(zhuǎn)臺軸承3能夠?qū)崿F(xiàn)一定的旋轉(zhuǎn)角位移以達到分度盤所需要的刻度來保證加工件的加工準(zhǔn)確性。通常情況下，將外圈3. 1相對固定，內(nèi)圈3. 4包括軸圈3. 3的內(nèi)孔上配有渦輪蝸桿裝置，渦輪蝸桿裝置再與伺服電機或步進電機聯(lián)接。上述只是其中的一種具體的傳動過程，傳動過程也可能是其它形式的機械傳動，如帶輪傳動和齒輪傳動等。根據(jù)上述傳動過程，當(dāng)伺服電機或步進電機通電工作時，伺服電機或步進電機驅(qū)動渦輪蝸桿裝置，渦輪蝸桿裝置再帶動軸圈3. 3旋轉(zhuǎn)角位移以實現(xiàn)加工所需要的刻度，把這一傳動過程自定義為開環(huán)控制方式。上述開環(huán)控制方式中，軸圈3. 3旋轉(zhuǎn)角位移的準(zhǔn)確度從本質(zhì)上講 一是取決于伺服電機或步進電機的通電控制時間；
二是取決于渦輪蝸桿裝置的機械傳遞效率。開環(huán)控制方式由于伺服電機或步進電機的通電控制誤差以及渦輪蝸桿裝置的機械傳遞誤差就會直接影響到軸圈3. 3旋轉(zhuǎn)角位移的準(zhǔn)確度。如何在上述開環(huán)控制方式下，通過軸圈3. 3的結(jié)構(gòu)改進以及圍繞軸圈3. 3結(jié)構(gòu)改進的輔助控制方式，來克服伺服電機或步進電機的通電控制誤差以及渦輪蝸桿裝置的機械傳遞誤差，以提高轉(zhuǎn)臺軸承角位移的準(zhǔn)確度，至今未見相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種用于提高轉(zhuǎn)臺軸承角位移準(zhǔn)確度的控制方法，該控制方法通過對軸圈的結(jié)構(gòu)改進以及圍繞軸圈結(jié)構(gòu)改進的輔助控制方式，能夠克服伺服電機或步進電機所產(chǎn)生的通電控制誤差以及渦輪蝸桿裝置所產(chǎn)生的機械傳遞誤差，保證軸圈的旋轉(zhuǎn)角位移能夠達到一定的準(zhǔn)確度。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種用于提高轉(zhuǎn)臺軸承角位移準(zhǔn)確度的控制方法，所述轉(zhuǎn)臺軸承包含有外圈、徑向滾子、軸圈、內(nèi)圈、聯(lián)接螺栓、保持架以及軸向推力圓柱滾子；所述轉(zhuǎn)臺軸承的外圈固定，在內(nèi)圈以及軸圈的內(nèi)孔里配裝有渦輪蝸桿裝置，該渦輪蝸桿裝置與伺服電機或步進電機聯(lián)接； 當(dāng)伺服電機或步進電機通電工作時，伺服電機或步進電機驅(qū)動渦輪蝸桿裝置，渦輪蝸桿裝置再帶動軸圈旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生角位移，這一傳動過程自定義為開環(huán)控制方式，該開環(huán)控制方式由于伺服電機或步進電機的通電控制誤差以及渦輪蝸桿裝置的機械傳遞誤差，降低了軸圈旋轉(zhuǎn)角位移的準(zhǔn)確度；本發(fā)明的控制方法包括以下兩部分內(nèi)容
I、軸圈的結(jié)構(gòu)改進；
II、圍繞軸圈結(jié)構(gòu)改進的輔助控制方式；
關(guān)于軸圈的結(jié)構(gòu)改進
①在不改變軸圈現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，先在軸圈非接觸面的外徑邊緣一圈加
工出η個間距均相等的短刻度槽，軸圈接觸面是指軸圈與內(nèi)圈接觸的面，所述
權(quán)利要求
1. 一種用于提高轉(zhuǎn)臺軸承角位移準(zhǔn)確度的控制方法，所述轉(zhuǎn)臺軸承C3)包含有外圈 (3. 1)、徑向滾子(3. 2)、軸圈(3.3)、內(nèi)圈(3. 4)、聯(lián)接螺栓(3. 5)、保持架(3.6)以及軸向推力圓柱滾子(3.7)；所述轉(zhuǎn)臺軸承(3)的外圈(3. 1)固定，在內(nèi)圈(3.4)以及軸圈(3.3)的內(nèi)孔里配裝有渦輪蝸桿裝置，該渦輪蝸桿裝置與伺服電機或步進電機聯(lián)接；當(dāng)伺服電機或步進電機通電工作時，伺服電機或步進電機驅(qū)動渦輪蝸桿裝置，渦輪蝸桿裝置再帶動軸圈 (3. 3)旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生角位移，這一傳動過程自定義為開環(huán)控制方式，該開環(huán)控制方式由于伺服電機或步進電機的通電控制誤差以及渦輪蝸桿裝置的機械傳遞誤差，降低了軸圈旋轉(zhuǎn)角位移的準(zhǔn)確度；其特征是所述控制方法包括以下兩部分內(nèi)容I、軸圈(3.3)的結(jié)構(gòu)改進；II、圍繞軸圈(3.3)結(jié)構(gòu)改進的輔助控制方式；關(guān)于軸圈(3.3)的結(jié)構(gòu)改進①在不改變軸圈(3. 現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，先在軸圈非接觸面的外徑邊緣一圈加工出η個間距均相等的短刻度槽(3. 3. 1)，軸圈接觸面是指軸圈與內(nèi)圈接觸的面，所述~ JT^，而該公式中所述i= 7 ,所述i只取小數(shù)點前的整數(shù)，所述D為軸圈(3.3)的 η = 24χιΠ2」外徑尺寸mm ；以任一短刻度槽為基準(zhǔn)并將該短刻度槽沿軸圈外徑端面延長制作成基準(zhǔn)長刻度槽，以基準(zhǔn)長刻度槽為基準(zhǔn)沿軸圈外徑端面制作23個長刻度槽，這樣在軸圈外徑端面包括基準(zhǔn)長刻度槽在內(nèi)共形成M個長刻度槽(3. 3. 2)，與基準(zhǔn)長刻度槽左右相鄰的兩個長刻度槽相對基準(zhǔn)長刻度槽與軸圈中點的夾角各為15°，其余每相鄰兩個長刻度槽與軸圈中點的夾角同為15°，或是說在360°的軸圈外徑端面上每相隔15°設(shè)置一個長刻度槽(3. 3. 2)；②在軸圈(3.3)上加工出所有短刻度槽(3. 3. 1)和長刻度槽(3. 3. 2)后再對軸圈的外徑端面和短刻度槽進行鍍鉻；關(guān)于圍繞軸圈(3. 3)結(jié)構(gòu)改進的輔助控制方式③根據(jù)轉(zhuǎn)臺軸承( 的外形特征加工出支撐座(1)，支撐座(1)的底端設(shè)置有用于固定支撐座的通孔，支撐座(1)的外徑端面沿其徑向設(shè)置有三個用于安裝傳感器的內(nèi)孔，所述傳感器是指兩個透射式光柵傳感器(4)和一個反射式光柵傳感器O)，其中兩個所述內(nèi)孔對稱配置且其中心軸線與軸圈非接觸面平齊用于分別安裝兩個透射式光柵傳感器，另一個所述內(nèi)孔的中心軸線指向軸圈的外徑端面且該內(nèi)孔用于安裝反射式光柵傳感器0)， 安裝兩個透射式光柵傳感器(4)的所述內(nèi)孔在同一中心軸線上，而安裝兩個透射式光柵傳感器(4)的所述內(nèi)孔中心軸線則與安裝反射式光柵傳感(2)器的所述內(nèi)孔中心軸線相互平行；④設(shè)置一個調(diào)理電路盒( ，該調(diào)理電路盒含有A/D轉(zhuǎn)換器、信號數(shù)字處理器DSP和D/ A轉(zhuǎn)換器；⑤當(dāng)轉(zhuǎn)臺軸承C3)在機床箱體內(nèi)安裝就位時，在轉(zhuǎn)臺軸承C3)上套上已安裝好兩個透射式光柵傳感器(4)和反射式光柵傳感器O)的支撐座(1)，支撐座(1)的所述通孔通過螺栓將支撐座固定就位，固定就位后注意兩個透射式光柵傳感器(4)和反射式光柵傳感器 (2)與軸圈(3. 3)短刻度槽(3. 3. 1)和長刻度槽(3. 3. 2)是否有相互接觸現(xiàn)象，若有接觸現(xiàn)象則應(yīng)調(diào)整透射式光柵傳感器(4)或是反射式光柵傳感器( 的安裝位置直至不發(fā)生接觸現(xiàn)象為止；將兩個透射式光柵傳感器(4)和反射式光柵傳感器O)的引出線連接在調(diào)理電路盒(5)的A/D轉(zhuǎn)換器上，兩個透射式光柵傳感器(4)用于監(jiān)測軸圈(3.3)的短刻度槽 (3. 3. 1)并起到監(jiān)測軸圈角位移的實際偏轉(zhuǎn)量，反射式光柵傳感器(2)用于監(jiān)測軸圈(3. 3) 的長刻度槽(3. 3. 2)并起到監(jiān)測基準(zhǔn)作用；當(dāng)伺服電機或步進電機工作時，內(nèi)圈(3.4)和軸圈(3.3)同時隨渦輪蝸桿裝置而轉(zhuǎn)動且發(fā)生角位移，此時兩個透射式光柵傳感器(4)和反射式光柵傳感器( 將監(jiān)測到的軸圈 (3. 3)角位移信號匯總在在調(diào)理電路盒( 的A/D轉(zhuǎn)換器上，A/D轉(zhuǎn)換器再將所述角位移信號通過信號數(shù)字處理器DSP以及D/A轉(zhuǎn)換器反饋給電子后處理系統(tǒng)CNC，電子后處理系統(tǒng) CNC通過數(shù)據(jù)處理后將修正的模擬控制信號再傳輸給伺服電機或步進電機進而調(diào)整或提高轉(zhuǎn)臺軸承C3)角位移的準(zhǔn)確度。
全文摘要
一種用于提高轉(zhuǎn)臺軸承角位移準(zhǔn)確度的控制方法，轉(zhuǎn)臺軸承(3)含外圈(3.1)、徑向滾子(3.2)、軸圈(3.3)、內(nèi)圈(3.4)、聯(lián)接螺栓(3.5)、保持架(3.6)和軸向推力圓柱滾子(3.7)。在軸圈上設(shè)置短刻度槽(3.3.1)和長刻度槽(3.3.2)并鍍鉻。根據(jù)轉(zhuǎn)臺軸承(3)的外形特征加工出支撐座(1)，支撐座安裝有兩個透射式光柵傳感器(4)和一個反射式光柵傳感器(2)，所述傳感器的引出線與調(diào)理電路盒(5)連接，透射式光柵傳感器用于監(jiān)測軸圈的短刻度槽并起到監(jiān)測軸圈角位移的實際偏轉(zhuǎn)量，反射式光柵傳感器用于監(jiān)測軸圈的長刻度槽并起到監(jiān)測基準(zhǔn)作用。適用對角位移有高要求數(shù)控機床的旋轉(zhuǎn)臺或分度盤上。
文檔編號F16C41/00GK102352889SQ201110176008
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者姜韶峰, 李國斌, 范雨晴, 馬瑩 申請人:洛陽軸研科技股份有限公司