[发明专利]精密数控机床闭环伺服系统传动误差校正装置及方法

权利要求书

1.一种精密数控机床闭环伺服系统传动误差校正装置，由机械执行机构和闭环控制系统组成，所述的机械执行机构包括有沿导轨前后滑动的数控机床工作台，所述数控机床工作台的底端安装有前、后支架，前、后支架的底部分别安装有四点接触球轴承，有丝杠穿过四点接触球轴承轴孔并伸出，且丝杠与四点接触球轴承轴孔之间为转动配合，位于前、后支架之间的丝杠上安装有丝杠螺母，且丝杠螺母与所述的四点接触球轴承之间有间隙，所述丝杠与丝杠螺母之间为螺纹配合，所述丝杠螺母的外表面安装有精密齿轮；还包括有主伺服电机，所述的主伺服电机与所述的丝杠传动连接；所述的闭环控制系统包括有位置控制调节器、速度控制与驱动器、位置检测与反馈单元以及光栅信号检测系统；数控机床依次通过位置控制调节器、速度控制与驱动器与主伺服电机电气连接；其特征在于：所述机械执行机构还包括有竖直连接板，所述竖直连接板固定安装于位于所述四点接触球轴承前方的数控机床工作台的底部，所述竖直连接板的下端固定安装有辅助伺服电机，所述的辅助伺服电机的输出轴上套装有谐波齿轮，所述谐波齿轮与所述的精密齿轮相啮合；所述闭环控制系统还包括有位置补偿器和速度补偿器，数控机床依次通过位置控制调节器、位置补偿器和速度补偿器与辅助伺服电机电气连接，所述位置检测与反馈单元分别与主伺服电机、光栅信号检测系统、位置补偿器和速度补偿器电气连接。

2.一种精密数控机床闭环伺服系统传动误差校正方法，其特征在于：其方法具体包括以下步骤：

(1)、数控机床发出位置、速度控制指令，依次通过位置控制调节器、速度控制与驱动器处理后输送给主伺服电机，驱动主伺服电机旋转，通过带动丝杠旋转从而驱动数控机床工作台沿导轨前后运动；数控机床同时通过位置控制调节器将位置、速度控制指令分别输送给位置补偿器和速度补偿器，以便进行补偿值运算；

(2)、检测与反馈单元接收主伺服电机发送的脉冲编码器速度信号以及由光栅信号检测系统反馈过来的光栅信号，即接收数控机床工作台实际位置及速度的反馈信号，输送至位置补偿单元及速度补偿单元，并与数控机床发出的位置、速度指令值进行比较，计算出位置、速度补偿量，然后通过位置、速度补偿器对辅助伺服电机发出位置、速度补偿量命令并驱动辅助伺服电机工作；

(3)、辅助伺服电机通过谐波齿轮带动丝杠螺母进行相应角度和速度的旋转，从而改变丝杠实际旋转角度和速度，进而实现数控机床工作台做出相应位置和速度的调整，也就是对数控机床工作台给予位置、速度的误差补偿，从而提高数控机床的精度。