[发明专利]一种基于压电陶瓷的精密转台及控制方法

权利要求书

1.一种基于压电陶瓷的精密转台，其特征在于：包括工作台（9），所述工作台（9）用于安装待加工或待检测零件，在工作台（9）下方设置有上支撑台（3）、下支撑台（2）和底盘（1）；所述下支撑台（2）安装在上支撑台（3）的下方，并与上支撑台（3）的下端固定连接，所述下支撑台（2）的底部固定安装有底盘（1）；上支撑台（3）安装连接有气浮主轴，气浮主轴包括主轴外壳（12）和安装在主轴外壳（12）内的主轴转子（11），其中主轴外壳（12）安装在所述上支撑台（3）内，主轴转子（11）的上端与工作台（9）固定连接；在下支撑台（2）内设置有用于驱动工作台（9）转动的力矩电机和用于对力矩电机进行定位精度调节的角度调节平台。

2.如权利要求1所述的一种基于压电陶瓷的精密转台，其特征在于：所述主轴转子（11）两端均设置有测量反馈组件，测量反馈组件包括测量组件Ⅰ和测量组件Ⅱ，其中测量组件Ⅰ设置在主轴转子（11）的上端，测量组件Ⅰ包括上圆光栅（8）和圆周方向分布的四个上读数头（7，10，30，31）；测量组件Ⅱ设置在主轴转子（11）的下端，测量组件Ⅱ包括下圆光栅（13）和圆周方向分布的四个下读数头（4，14，28，29）；测量反馈组件用于对工作台（9）的转动定位精度进行检测和反馈。

3.如权利要求1所述的一种基于压电陶瓷的精密转台，其特征在于：所述主轴外壳（12）连接在上支撑台（3)上，在所述主轴外壳（12）的外侧设置有顶部支撑架（5），顶部支撑架（5）固定安装在所述上支撑台（3）上，在顶部支撑架（5）上端连接有顶板（6）。

4.如权利要求1所述的一种基于压电陶瓷的精密转台，其特征在于：所述力矩电机包括电机外壳（20）和电机转子（19），所述电机转子（19）与电机传动轴（18）固定连接，电机传动轴（18）伸入上支撑台（3）内，并通过弹性联轴器（16）与主轴转子（11）下端连接。

5.如权利要求4所述的一种基于压电陶瓷的精密转台，其特征在于：所述底盘（1）中心上端安装有底盘轴（22），在底盘轴（22）上装有深沟球轴承（21），深沟球轴承（21）的内圈装在底盘轴（22）上，深沟球轴承（21）的外圈支撑设置有所述角度调节平台。

6.如权利要求4所述的一种基于压电陶瓷的精密转台，其特征在于：所述电机传动轴（18）与弹性联轴器（16）通过平键二（17）连接，主轴转子（11）下端与弹性联轴器（16）通过平键一（15）连接。

7.如权利要求5所述的一种基于压电陶瓷的精密转台，其特征在于：所述角度调节平台包括压电陶瓷转动盘（25），压电陶瓷转动盘（25）下端有与深沟球轴承（21）外圈对应的安装孔腔，压电陶瓷转动盘（25）的上端面与电机外壳（20）固定连接，在压电陶瓷转动盘（25）的边缘向外延伸有转动臂。

8.如权利要求7所述的一种基于压电陶瓷的精密转台，其特征在于：所述角度调节平台还包括安装在底盘（1）上的角度控制组件，角度控制组件包括相对设置的第一挡块（23）和第二挡块（27），所述第一挡块（23）和第二挡块（27）均固定在底盘（1）上，第一挡块（23）用于固定压电陶瓷（24），压电陶瓷（24）的一侧与第一挡块（23）贴合设置，压电陶瓷（24）的另一侧与转动臂接触，第二挡块（27）和该转动臂相邻侧对应形成有一组内孔，压簧（26）的两端分别嵌设在第二挡块（27）和转动臂的内孔中。

9.一种精密转台的控制方法，其特征在于：具体步骤如下：

转动定位步骤：通过外设的运动控制器控制电机转子（19）转动，带动工作台（9）在360°范围内转动，以实现工作台（9）的快速粗定位；

测量反馈步骤：通过测量反馈组件用来检测工作台（9）的转动角度，与所要求的预定目标位置进行对比得到反馈信号，并将反馈信号发送给运动控制器，运动控制器获取的反馈信号，经计算机系统进行计算得到工作台（9）需要修正的角度；

控制调整步骤：根据需要修正的角度控制压电陶瓷（24）伸长或缩短相应尺寸，以带动电机外壳（20）及压电陶瓷转动盘（25）绕底盘轴（22）中心转动调节相应角度，使工作台（9）达到预定目标位置的精确角度定位要求。