丝杠螺纹加工中主轴角位移的高精度快速测量.pdf

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1、第3期组合机床与自动化加工技术NO．32012年3月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueMar．2012文章编号：1001—2265(2012)03—0082—03丝杠螺纹加工中主轴角位移的高精度快速测量钟旭，李飞燕(广东技术师范学院电子与信息学院，广州510665)摘要：在分析了影响主轴角位移测量精度因素的基础上，根据光电脉冲编码器输出信号特点，提出了主轴角位移频率比对测量法。为消除在测量过程中由于主轴转速的不同造成测量精度差异，采用了周期自适应调节技术，而为降低在测量过程中由标频脉

2、冲计数带来的计数误差，采用了相位延迟技术和相位同步技术。通过在CA6140普通数控车床上的实际测试，验证了该法的有效性和实用性。关键词：丝杠螺纹加工；主轴角位移；频率比对；周期自适应；相位延迟；相位同步中图分类号：TH165；TG62；TP206文献标识码：AResearchonHigh-PrecisionMeasurementoftheSpindleAngularDisplacementinCNCScrewMachiningZHONGXu，LIFei—yan(SchoolofElectronicandInformation，GuangdongPo

3、lytechnicNormalUniversity，Guangzhou510665，China)Abstract：Afteranalyzingtheaffectingfactorsofprecisionandencodercharacteristics，anewmethodformeasuringthespindleangulardisplacementintheeconomicalnumericallycontrolledlatheispresentedThetechniqueofself-adaptingperiodisputforwardto

4、reducethemeasurementerrorcausedbychangeofspindlespeed；ByphasedelayandphasesynchrOnizatiOntechniquethecountingerorisreduced．Appli—cationresultsinCA6140NClatheshowitseffectivenessandpracticability．Keywords：screwthreadprocessing；spindleangulardisplacement；frequencycomparision；sel

5、f—adap—tingvariableperiod；phasedelay；phasesynchronizatiOn0引言1提高主轴角位移测量精度的途径丝杠是机械制造与仪器制造业中应用极为广泛在经济型数控系统中，通常采用增量式光电编的机械零件。提高丝杠测量加工精度是一个长期在码器作为主轴脉冲发生器。编码器安装在机床的主研究和探索的课题。轴箱内，采用弹性联轴器与主轴安装，实现同轴传利用车床加工丝杠时，主轴的旋转运动与刀架动。当主轴每旋转一周时，传感器均匀输出一定数进给运动必须保持严格的同步。在普通车床上加工量的脉冲信号，在一定时间内通过对脉冲个数准确丝

6、杠时，主轴与刀架间的同步是由复杂的机械传动计量，就能反映当前主轴实际转过的角度。其算式链来保证的。而在数控车床丝杠加工中，主轴与进如下：给机构间不存在机械上的定比传动关系，而是依靠=Ng·(1)数控系统控制伺服电机驱动刀架进给，与主轴的旋式中，0为主轴转角位移；N为主轴转一圈编码转相配合加以实现的。因此，主轴角位移测量准确器输出的脉冲数；Ⅳ为脉冲当量数。由(1)式可知，与否，直接影响车刀车削进给量，进而影响丝杠螺距通过将历次连续采样计算转角进行累加，就可得到加工精度。主轴总的转角位移。因此，提高单次角位移取样精度，便可获得理想的总的角位移测量精度。

7、收稿日期：2011—06—08作者简介：钟旭(1964一)，男，广东技术师范学院电子与信息学院副教授，主要研究领域为检测技术及应用，数控机床改造等，(E—mail)ZX—mail@tom．tom。2012年3月钟旭，等：丝杠螺纹加工中主轴角位移的高精度快速测量·83·编码器提供相位相差1／4周期的A相和B相两A0=(4)路脉冲信号用来判断主轴的转角方向，如图1所示。同理，螺距误差变为：若A相超前于B相，则转角为正，否则转角为负。零位脉冲是编码器每转一圈在固定位置上产生的一个△s=()脉冲，主要用于控制车刀切人工件时的起始位置，以以上两式说明，当被测

8、脉冲信号的频率被放大保证重复切削同一丝杠螺纹槽时，沿丝杠的同一位倍时，相当于主轴角位移分辨率提高j}倍，由±1个脉置切入而