[发明专利]一种回转台的角位移测控装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种精密回转台，具体地说是一种回转台的角位移测 控装置。

背景技术

目前，精密回转台主要用于高精度旋转和控制的领域，例如；数 控机床及数控加工中心转台、坦克炮塔、雷达旋转台、手术旋转台、 电子元部件焊接转台等，这些类型的设备均要求较高的传动精度，并 配合高精度的轴承来完成每一个动作，因此，在实际操作中，由于传 动部件因疲劳磨损后，其精度将会逐渐降低，操作误差逐渐加大，由 此带来严重后果，为此，人们所想到的采用传感器之类的元件与该设 备中受力的旋转部件结合在一起，检测其上的震动、转速、温度等参 数，来分析内部传动件的工作状态(例如：磨损程度)，例如中国专 利：一种传感器轴承，申请号为200910100833.4，其介绍了一种利用 霍尔传感器和多极磁环来检测轴承转速和转动方向的传感器轴承结 构，此种方法解决的仅是单项问题，仅能检测分析得知部件是否处于 正常工作状态，无法从根本上解决其旋转角位移精度不高的问题，如 何设计一个闭环控制角位移测量系统，在保证传动件工作精度的同 时，并对其实时测量监控、并反馈则是一直有待解决的难题。

发明内容

本发明的目的旨在解决上述技术问题的不足，提供一种回转台的 角位移测控装置，其旋转精度高，安装灵活方便，并且在旋转工作过 程中可实时测量，并将角位移信号反馈给控制系统，实现了闭环控制。

本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种回转台 的角位移测控装置，包括回转台的台板、回转台的支承座、轴承单元、 控制系统、驱动装置和固定架，驱动装置的动作通过控制系统的信号 控制，在台板与支承座之间设有轴承单元，固定架绕轴承单元的外壁 或内壁一周设置在支承座上，在轴承单元的动圈的内壁或外壁上设有 磁栅尺，相对磁栅尺的固定架上至少设有一个传感器，传感器的信号 输出端接入控制系统。

所述的磁栅尺为一个圆周体，由固定圈、磁性材料和金属保护面 层组成，固定圈设置在轴承单元中动圈的内壁或外壁表面，磁性材料 设置在固定圈与金属保护面层之间。

所述的磁性材料，具有N、S极交替设置的磁化表面。

所述的传感器与磁栅尺之间的间隙为0.1mm-1mm。根据要求精 度的变化及工作场合的不同，间隙还可以放大，最大可以到10mm。

所述的传感器包括一个高度集成的霍尔芯片及一个外壳，霍尔芯 片封装在外壳内，该霍尔芯片内集成有霍尔元件及信号处理电路。

本发明的有益效果是：

1、在回转台上设置测量装置，并结合控制系统形成一个全新的 带角度控制与测量的高精度回转轴承单元，通过在轴承本体上设置磁 栅尺，并结合传感器对轴承实时测量监控，并将角位移信号反馈给控 制系统，从而提高了精密回转台的工作精度。

2、当采用两个或两个以上的传感器分布在轴承圆周时，可有效 防止由于加工力使得轴承滚道系统产生挠度对测量产生的影响，传感 器实时测量将信号传输给外部控制系统，有效提高测量精度。

3、本发明中所述的磁栅尺采用三层结构，其基体为钢质固定层， 在其钢质基体上面涂敷一层的磁性材料层，在其最外层还粘结一层不 锈钢覆盖条，从而对磁性表面进行保护，使得本发明对环境要求不高 (灰尘、铁屑和湿度都要求不敏感)、非接触的读磁方式(间隙0.1～ 1mm以上)保证了其永不磨损的长寿命：其次钢制固定层直接与轴承 表面相配合，安装方便，无需辅助结构，灵活方便。

4、在传感器内置加信号处理电路，在旋转过程中，由磁通量产 生变化在霍尔元件内产生电压信号，电压信号传输给信号处理电路， 根据整个磁栅尺上所设置的磁极对数，经信号处理电路计算成带有角 位移的数字信号反馈给控制系统，控制系统通过反馈值与给定值进行 比较，对产生的偏差量通过驱动装置进行补偿，形成闭环控制，从而 达到了精密角位移测量、控制的目的。而且该传感器输出的角位移信 号可选择正余弦信号或TTL脉冲信号，可与国内外各种数控系统相 配。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明中轴承单元与测量装置结合的第一种实施方式的 剖视图。

图3是本发明中轴承单元与测量装置结合的第二种实施方式的 剖视图。