[发明专利]高速高精机床主轴磁感应绝对值编码器及其量测齿轮

摘要

本发明涉及高速高精机床主轴磁感应绝对值编码器及其量测齿轮，量测齿轮包括相互挫列布置的内圈主磁道和外圈游标磁道，内圈主磁道齿数为Z，外圈游标磁道齿数为Z‐1；绝对值编码器包括量测齿轮及内设有磁感应元器件、信号调理电路及FPGA插补细分电路的磁感应读取头，磁感应元器件对量测齿轮进行非接触式扫描产生Z和Z‐1个正余弦正交差分信号，经信号调理电路后，由FPGA插补细分电路对其误差进行实时的修正和补偿，从而针对Z和Z‐1两个轨迹分别生成角度线数相对位置值，再计算出当前角度绝对位置。本发明结构简单、精度高、易安装且抗冲击能力强，大幅提高了机床主轴的定位、重复定位精度，提升了数控机床的整体量测精度和加工效率。

主权项

高速高精机床主轴磁感应绝对值编码器，其特征在于，包括套装在机床主轴、电主轴上且随机床主轴、电主轴同步旋转的量测齿轮、与量测齿轮配合使用的磁感应读取头；所述量测齿轮为双磁道量测齿轮，其内圈主磁道齿数为Z，外圈游标磁道齿数为Z‐1，且内圈主磁道和外圈游标磁道相互挫列布置；所述磁感应读取头内设有依次连接的磁感应元器件、信号调理电路及FPGA插补细分电路，磁感应元器件与量测齿轮圆周正相切安装；所述磁感应元器件对量测齿轮进行非接触式扫描所产生的Z和Z‐1个正余弦正交差分信号，经过信号调理电路后，由FPGA插补细分电路对其直流偏置误差、幅值误差和正交相位误差进行实时的修正和补偿，从而针对Z和Z‐1两个轨迹分别生成相对于上电时刻的角度线数相对位置值，再依据Z和Z‐1两个轨迹之间的固定且有规律的相位及相位差关系，计算出当前角度线数绝对位置值。