[發明專利]一種精密軸系圓光柵光學分度系統

無效

• 申請號: 201210161456.7
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102658502A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 惠梅;鄧年茂
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B23Q16/12
• 分類號: B23Q16/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種精密軸系圓光柵光學分度系統，其特征在于：精密軸系支撐圓光柵機構及光電傳感器，驅動電機帶動精密軸系轉動并由鎖緊機構定位，微調機構調節氣浮軸承的回轉軸與光電傳感器光軸重合，聯軸節聯接驅動電機與精密軸系的主軸，系統的各組成部分都緊湊地布置在一個整體式的箱體內，與箱體連接成一體后固定在平板上。

2.如權利要求1所述的一種精密軸系圓光柵光學分度系統，其特征在于：精密軸系包括主軸和軸承，主軸支承圓光柵并與之一起回轉，軸承由一對向心推力軸承及向心球軸承組成，向心推力軸承置于軸的前端，向心球軸承置于軸的后端并處于游移狀態，以補償由于溫度的變化而導致的軸長度的伸縮。

3.如權利要求2所述的一種精密軸系圓光柵光學分度系統，其特征在于：精密軸系轉動時，向心推力軸承防止主軸的軸向竄動，以避免軸向位移引起的圓光柵光閘條紋間距的變化。

4.如權利要求3所述的一種精密軸系圓光柵光學分度系統，其特征在于：為使精密軸系主軸具有精確回轉定位功能，設計了一個鎖緊機構。

5.如權利要求1所述的一種精密軸系圓光柵光學分度系統，其特征在于：圓光柵機構包括圓光柵及讀數頭，圓光柵為環狀不銹鋼結構，不銹鋼內圈為錐面，不銹鋼外圈上直接刻線，20μm柵距，角分辨率可達0.01弧秒，大內徑、小截面的鋼圈設計使其結構緊湊，低質量、低慣性，錐面安裝易于集成并可減少安裝誤差，可調式讀數頭與圓光柵間的徑向距離為0.8±0.1mm，讀數頭進行光柵讀數，內置光源LED。

6.如權利要求5所述的一種精密軸系圓光柵光學分度系統，其特征在于：圓光柵機構為非接觸式光學結構系統，起著對精密軸系的回轉運動進行數字計量的作用，具有零摩擦和零機械磨損、零機械磁滯、零反向間隙的特點，小的慣性力矩可以用最小的扭矩和最快的速度定位待測量的角度。

7.如權利要求6所述的一種精密軸系圓光柵光學分度系統，其特征在于：為了便于觀察莫爾條紋，圓光柵安置在主軸的端部，置于向心球軸承外。

8.如權利要求7所述的一種精密軸系圓光柵光學分度系統，其特征在于：為減小主軸扭轉剛度及晃動帶來的誤差，設計時使圓光柵盡量靠近工作件，即靠近光電傳感器。

9.如權利要求1所述的一種精密軸系圓光柵光學分度系統，其特征在于：精密軸系主軸的回轉由驅動電機三個環路組成的閉環跟蹤系統控制，這三個環路分別為位置環、速度環和電流環，位置環采用數字控制方式，電流環和速度環采用模擬控制方式。

10.如權利要求9所述的一種精密軸系圓光柵光學分度方法，其特征在于：驅動電機不經過減速系統直接驅動主軸的微小角度轉動，處于堵轉或低速狀態下輸出大轉矩，具有響應速度快、定位精度高、轉矩、轉速波動小、能在很低轉速下穩定運行、機械特性和調節特性線性度好。