[发明专利]基于位置反馈结构的交流伺服电机

权利要求书

1.一种基于位置反馈结构的交流伺服电机，其特征在于，该交流伺服电机的机轴与机床工作台的丝杠直接连接，交流伺服电机的机轴旋转带动机床工作台的丝杠运动并由此形成机床工作台的运动；速度和位置检测装置与交流伺服电机同轴连接，速度和位置检测装置包括速度检测器和位置检测器，其中位置检测器直接测出交流伺服电机的机轴旋转的角位移；速度检测器采用测速发电机或脉冲编码器或高分辨率光电编码器；速度检测器的检测信号通过速度反馈装置反馈给速度伺服机构；位置检测器的检测信号通过位置反馈装置反馈给位置调节机构；还包括与机床工作台连接的误差检测装置，该误差检测装置用于检测机床工作台的实际位移量；误差检测装置检测到的机床工作台的实际位移量信号送入误差补偿装置；该误差补偿装置与存储器连接，同时该误差补偿装置与数控机床的控制系统连接；该存储器内预先存储误差补偿值，数控机床的控制系统根据误差补偿装置内的实际位移量与存储器内预先存储的误差补偿值对控制指令进行修正以减小实际位置误差；位置调节机构基于数控机床发出的已经经过误差修正的指令信号以及位置反馈装置的反馈信号输出位移脉冲信号；速度伺服机构基于数控机床发出的指令信号以及速度反馈装置的反馈信号直接驱动该交流伺服电机。

2.如权利要求1所述的基于位置反馈结构的交流伺服电机，其特征在于，所述的速度伺服机构的频率响应为100Hz以上，速度控制范围为1:1000以上，转动不均匀度小于6%。

3.如权利要求2所述的基于位置反馈结构的交流伺服电机，其特征在于，所述的存储器内预先存储的误差补偿值包括节距误差补偿值和反转误差补偿值。

4.如权利要求3所述的基于位置反馈结构的交流伺服电机，其特征在于，所述的节距误差补偿值是指按照丝杠的每一个节距，预先把测量的实际位移量与位置检测器的检测信号所代表的位移量之间的误差值测出来，根据控制要求均匀取出上述误差值作为误差补偿值存入存储器，在交流伺服电机驱动机床工作台运动的过程中取出相应的节距误差补偿值对数控机床发出的控制指令进行修正以减小或消除实际位置误差。

5.如权利要求3所述的基于位置反馈结构的交流伺服电机，其特征在于，所述的反转误差补偿值是指当机床工作台运动的方向改变时，由于丝杠与丝杠螺母之间的传动间隙，为了使工作台反向运动，电机必须在反转时首先带动丝杠空转一个角度，才能使丝杠与螺母贴合驱动工作台，从而使得工作台反向运动时的实际位移量小于指令值，产生反转误差；这种由传动间隙引起的反转误差在整个行程范围内是一定的，在工作台运动方向发生改变时，在指令值中附加上相当于间隙量的补偿指令，能够有效的消除反转误差。

6.如权利要求1-5任一项所述的基于位置反馈结构的交流伺服电机，其特征在于，该交流伺服电机的位置控制精度达到微米数量级。