[发明专利]一种大行程高精度微量控制伺服进给系统及控制方法

权利要求书

1.一种大行程高精度微量控制伺服进给系统，其特征在于，包括第一伺服电机、第二伺服电机、滑动丝杠副、位移检测装置、位置反馈模块、CNC运动控制器和PC机；

其中第一伺服电机安装在滑动丝杠副的丝杠的一端，驱动所述的丝杠做旋转运动，第二伺服电机采用空心轴直驱电机，所述空心轴直驱电机套装在所述的丝杠上与滑动丝杠副的螺母相连，驱动所述的螺母做旋转运动，第一伺服电机、第二伺服电机各自通过一套伺服驱动系统驱动；

工作台通过螺母轴承座固定安装在所述的滑动丝杠副的螺母轴承上，所述的位移检测装置检测工作台的位移，且将检测的位移信号发送给位置反馈模块；所述的位置反馈模块将信号反馈到CNC运动控制器中；所述CNC运动控制器，根据PC机给定运动要求，按照设定的算法分配使第一伺服电机、第二伺服电机的运动的指令给两个伺服电机的伺服驱动系统；通过所述滑动丝杠和螺母两个旋转运动的合成，实现工作台的微量进给控制。

2.如权利要求1所述的一种大行程高精度微量控制伺服进给系统，其特征在于，所述的滑动丝杠副是螺母驱动型结构，包括丝杠、螺母、螺母轴承部件；螺母与所述的丝杠配合，螺母轴承部件的内圈为丝杠螺母，外圈为法兰结构，所述连接法兰端面设有安装螺纹孔，所述连接法兰与螺母轴承座固定安装。

3.如权利要求2所述的一种大行程高精度微量控制伺服进给系统，其特征在于，螺母轴承部件内两列滚珠为背对背安装，可使螺母轴承既能承受轴向力又能承受径向力；所述滑动丝杠螺母的端面设有均布的螺孔，通过螺栓与空心轴直驱电机的输出轴相连。

4.如权利要求2所述的一种大行程高精度微量控制伺服进给系统，其特征在于，所述丝杠采用“固定一支承”的安装方式，靠近第一伺服电机的一端由丝杠固定座约束定位，丝杠固定座内装有一对角接触球轴承；远离第一伺服电机的一端的支承座内装有用来径向定位，而轴向自由的深沟球轴承。

5.如权利要求1所述的一种大行程高精度微量控制伺服进给系统，其特征在于，所述大行程高精度微量控制伺服进给系统能构建单轴的微量运动的超精密伺服工作台、双轴联动超精密伺服工作台以及多轴联动的超精密伺服工作台。

6.如权利要求1所述的一种大行程高精度微量控制伺服进给系统，其特征在于，第一伺服电机的伺服驱动系统包括第一位置环控制器、第一速度环控制器、第一电流环控制器、第一比较器、第二比较器和第三比较器；

所述的第一比较器的正相输入端与CNC运动控制器相连，反相输入端与位移传感器相连，第一比较器输出端与第一位置环控制器相连；

所述的第一位置环控制器的输出端与第二比较器的正相输入端相连，反相输入端与速度传感器相连，第二比较器输出端与速度环控制器相连；

所述的第一速度环控制器的输出端与第三比较器的正相输入端相连，反相输入端与电流传感器相连，第三比较器输出端与第一电流环控制器相连；第一电流环控制器的输出端控制第一伺服电机相连。

7.如权利要求1所述的一种大行程高精度微量控制伺服进给系统，其特征在于，第二伺服电机的伺服驱动系统包括第二位置环控制器、第二速度环控制器、第二电流环控制器、第四比较器、第五比较器、第六比较器、第七比较器和第八比较器；

所述的第七比较器的两个输入端均与CNC运动控制器的输出端相连，第七比较器的输出端与第八比较器的正相输入端相连，所述的第八比较器的另正相输入端与用于检测工作台位移的位移检测装置相连，所述的第八比较器输出端与第四比较器的正相输入端相连；所述的第四比较器的反相输入端与CNC运动控制器相连；第四比较器输出端与第二位置环控制器相连；

所述的第二位置环控制器的输出端与第五比较器的正相输入端相连，反相输入端与速度传感器相连，第五比较器输出端与第二速度环控制器相连；

所述的第二速度环控制器的输出端与第六比较器的正相输入端相连，反相输入端与电流传感器相连，第六比较器输出端与第二电流环控制器相连；第二电流环控制器的输出端控制第二伺服电机相连。