[發明專利]高精密角分度動態計量主軸系統

有效

• 申請號: 200910102670.3
• 申請日: 2009-07-10
• 公開（公告）號: CN101608933A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發明（設計）人: 胡列科
• 申請（專利權）人: 貴陽新天光電科技有限公司
• 主分類號: G01D11/00
• 分類號: G01D11/00
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司
• 代理人: 于俊漢

技術領域：本發明涉及精密測量裝置，特別是一種高精密角分度動態計量主軸系統。

背景技術：在常見的應用中，主軸系統通常稱為“頭架”，其常見的缺點是：①一般只作為頂緊工件的一個支點或者再加上旋轉動力，功能單一。②由于結構設計缺陷，其主軸精度不高，一般只在絲極精度，很難達到微米級精度。③通常不能進行角分度計量或不能進行高精密的角分度計量。④傳動扭距小。⑤不能進行動態計量。⑥通常不能進行計算機自動控制操作。⑦應用范圍單一。⑧不能作為旋轉基準量給出。

發明內容：針對現有技術中存在的上述缺點，本發明旨在提供一種設計新穎、技術先進、結構可靠、制造成本低并可廣泛應用于精密測量儀器行業的一種高精密角分度動態計量主軸系統。

本發明的構成：由驅動系統、帶精密光柵盤的密珠軸承主軸系統、雙讀數頭對徑分布結構和夾頭部分組成，所述的驅動系統，由驅動電機、減速器及小齒輪組構成，在計算機控制下給出額定轉速及相應的驅動力矩，此驅動系統再通過和大齒輪組組合即可獲得一個較大的減速比，因而可以獲得較大的驅動扭矩；

所述的帶精密光柵盤的密珠軸承主軸系統，由大齒輪組、精密光柵盤、密珠軸承組、撥盤組、莫氏頂尖、心軸構成，心軸裝配固定于下座體上，其中緊配安裝莫氏頂尖；大齒輪組上安裝有精密光柵盤，通過密珠軸承組套裝于心軸上，該密珠軸系可通過工藝方法控制其對心軸進行過盈配合，從而保證精密光柵盤對莫氏頂尖達到極高的回轉精度，可達到微米級，從而保證了本發明的主軸回轉精度；

所述的雙讀數頭對徑分布結構，由精密光柵盤、兩組光柵讀數頭構成，利用對徑讀數平差原理再一次消除剩余的主軸系偏心差，再進一步提高本發明的主軸系回轉精度，將精密光柵盤的刻劃精度性能發揮到極致，從而可以得到極高的圓周示值準確度；

所述的夾頭部分，即夾頭組，可夾緊不同直徑的工件，夾緊后被撥盤組驅動。

與現有技術比較，本發明具有以下優點：

①本發明單獨使用，可作為一種基本的高精密角分度計量系統，即可變換為進行動態測量的分度頭使用。

②具有多種用途：本發明與長度計量系統配合使用，可作為一種基準量給出，如應用于絲杠動態檢測儀、凸輪軸檢測儀、曲軸檢測儀、軸類綜合檢測儀等。

③結構原理先進、新穎：從驅動電機旋轉到撥盤帶動工件旋轉，整個系統工作環節達到最簡練，并由于采用了密珠軸承技術，雙讀數頭對徑讀數平差原理，因而可以得到極高的主軸系回轉精度，將高精密圓光柵盤的刻劃精度性能發揮到極致從而可以得到極高的圓周示值準確度。

④有極高的角度分辨率，通過配套的計算機軟件可以進行高精密的角度分度工作。

⑤有較大的驅動扭矩。

⑥將本發明與計算機控制系統相連即可進行自動控制，完成指定工作，自動化程度高。

⑦本發明根據各種用途中的角分辨率、圓周示值準確度、驅動扭矩的不同要求，可派生出不同等級的系列產品。

⑧本發明在其各種用途中，通用性極高。

⑨本發明與不同測量工作臺、尾架組合，可構成許多不同的精密計量儀器。

附圖說明：圖1是本發明結構示意圖，圖2是圖1的俯視圖。

圖中1.驅動電機，2.減速器，3.上座體，4.小齒輪組，5.前罩，6.大齒輪組，7.精密光柵盤，8.密珠軸承組，9.撥盤組，10.夾頭組，11.莫氏頂尖，12.心軸，13.光柵讀數頭，14.工件，15.調整組，16.座板，17.修正板，18.下座體，19.頂桿。

具體實施方式：如圖1、圖2所示，由驅動電機1、減速器2及小齒輪組4構成驅動系統。在機算機控制下給出額定轉速及相應的驅動力矩，此驅動系統再通過和大齒輪組6組合即可獲得一個較大的減速比，因而可以獲得較大的驅動扭矩。

帶精密光柵盤的密珠軸承系統，由大齒輪組6、精密光柵盤7、密珠軸承組8、撥盤組9、莫氏頂尖11和心軸12構成。心軸12裝配固定于下殼體18上，其心軸中心孔上緊配安裝莫氏頂尖11，大齒輪組6上安裝精密光柵盤7，通過密珠軸承組8套裝于心軸12上，該密珠軸系可通過工藝方法控制其對心軸12進行過盈配合，從而保證精密光柵盤7對頂尖11達到極高的回轉精度，可達到微米級，從而保證了本發明的主軸回轉精度。

雙讀數頭對徑分布結構，由精密光柵盤7、光柵讀數頭13(兩組)構成。利用對徑讀數平差原理再一次消除剩余的主軸系偏心差，再進一步提高本發明的主軸系回轉精度度，將高精度密圓光柵盤7的刻劃精度性能發揮到極致從而可以得到極高的圓周示值準確度。