[发明专利]基于主轴回转误差的控制系统

摘要

基于主轴回转误差的控制系统，涉及一种主轴回转误差的控制系统。解决了现有数控机床的主轴工作时回转误差大，导致的主轴回转精度低的问题。它包括动力系统、高压供气系统、主轴系统和控制系统；动力系统包括伺服电机和主轴；高压供气系统包括阀门、过滤器、通气口和高压气源；主轴系统包括1号磁轴承、双向气体止推轴承、2号磁轴承、1号气体轴承、2号气体轴承、1号位移传感器、2号位移传感器、3号位移传感器、4号位移传感器、5号位移传感器、6号位移传感器和光电编码器；控制系统包括滤波器、DSP、D/A转换器、功率放大器和PC机。它主要应用在数控机床的主轴上。

主权项

基于主轴回转误差的控制系统，其特征在于，它包括动力系统、高压供气系统、主轴系统和控制系统；动力系统包括伺服电机(1)和主轴(9)；高压供气系统包括阀门(10)、过滤器(11)、通气口(12)和高压气源(13)；主轴系统包括1号磁轴承(4)、双向气体止推轴承(5)、2号磁轴承(6)、1号气体轴承(7)、2号气体轴承(17)、1号位移传感器(3)、2号位移传感器(8)、3号位移传感器(14)、4号位移传感器(15)、5号位移传感器(16)、6号位移传感器(18)和光电编码器(19)；控制系统包括滤波器(20‑1)、DSP(20‑2)、D/A转换器(20‑3)、功率放大器(20‑4)和PC机(20‑5)；伺服电机(1)通过皮带轮(2)带动主轴(9)转动，光电编码器(19)用于检测主轴(9)在旋转过程中的偏转角度，1号位移传感器(3)、5号位移传感器(16)和6号位移传感器(18)分别用于检测主轴(9)一端沿三个方向的径向位移，其中，1号位移传感器(3)、5号位移传感器(16)和6号位移传感器(18)位于同一平面内，且所述平面垂直于主轴(9)，所述1号位移传感器(3)、5号位移传感器(16)和6号位移传感器(18)均位于以主轴(9)为中心的同一个圆周上，1号位移传感器(3)、5号位移传感器(16)和6号位移传感器(18)位于2号气体轴承(17)的左侧，2号位移传感器(8)、3号位移传感器(14)和4号位移传感器(15)分别用于检测主轴(9)的另一端沿三个方向的径向位移；其中，2号位移传感器(8)、3号位移传感器(14)和4号位移传感器(15)位于同一平面内，且所述平面垂直于主轴(9)，2号位移传感器(8)、3号位移传感器(14)和4号位移传感器(15)均位于以主轴(9)为中心的同一个圆周上，2号位移传感器(8)、3号位移传感器(14)和4号位移传感器(15)位于1号气体轴承(7)的右侧，1号磁轴承(4)、双向气体止推轴承(5)、2号磁轴承(6)、1号气体轴承(7)和2号气体轴承(17)均嵌在主轴(9)外，双向气体止推轴承(5)位于主轴(9)的中间，1号磁轴承(4)和2号磁轴承(6)以双向气体止推轴承(5)为镜面呈镜像对称设置，2号气体轴承(17)和1号气体轴承(7)以双向气体止推轴承(5)为镜面呈镜像对称设置，1号磁轴承(4)位于2号气体轴承(17)和双向气体止推轴承(5)之间，高压气源(13)输出的气体依次经通气口(12)、过滤器(11)、阀门(10)后，同时送至1号气体轴承(7)和2号气体轴承(17)，滤波器(20‑1)用于将采集的1号位移传感器(3)、2号位移传感器(8)、3号位移传感器(14)、4号位移传感器(15)、5号位移传感器(16)和6号位移传感器(18)输出的位移信号，及光电编码器(19)输出的偏转角度进行数字滤波后送至DSP(20‑2)，DSP(20‑2)用于对接收的信号进行处理，获得控制信号，并将该控制信号经D/A转换器(20‑3)和功率放大器(20‑4)处理后，对1号磁轴承(4)和2号磁轴承(6)进行控制，PC机(20‑5)用于通过串行通信方式与DSP(20‑2)进行数据交换。