基于时栅的直驱转台误差分析与建模.pdf

2012年第46卷No.1 77 基于时栅的直驱转台误差分析与建模 刘小康，张健，陈力立，郑方燕 重庆理工大学 摘要：基于时栅的直驱转台是一种新型零传动数控转台，可分析直驱系统的误差源。利用齐次坐标变换的 方法分析并给出了转台转动副的几何误差模型，并根据摩擦与速度的稳态关系建立Stribeck摩擦的数学模型。本 文进行的误差分析和误差建模可为其它类型的多轴转台的误差建模研究提供参考。 关键词： 时栅；直驱转台；几何误差；Stribeck摩擦；误差模型 中图分类号：TG519.1；TH161 文献标志码：A ErrorAnalysisandModelingforDirectDriveRotaryTable BasedonTimeGratingDisplacementSensor LiuXiaokang，ZhangJian，ChenLili，ZhengFangyan Abstract：Directdriverotarytablebasedonthetimegratingdisplacementsensorisanewzero-driverotarytable. Thedirect-drivesystemerrorsourceswereanalyzed.Geometricerrormodeloftherevolutepairbyhomogeneouscoordinate transformationwasgiven，andthemathematicalmodeloftheStribeckfrictionaccordingtofrictionandspeedsteadyrela⁃ tionswassetup.Theerroranalysisanderrormodelingmadebythispapercanprovideareferenceforothertypesof multi-axisrotarytables’errormodeling. Keywords：timegratingdisplacementsensor；directdriverotarytable；geometricerrors；Stribeckfriction；error model ［3］ 可提供高转矩 。 1 引言 该转台利用时栅位移传感器进行位置信号的反 作为数控机床的主要功能部件，数控转台在整 馈。时栅是一种全新原理的位移传感器，通过“以时 个机床工具行业中的作用越来越重要。当前，转台 间测量空间”，因彻底回避了精密机械刻线而使加工 伺服系统仍然主要采用高速伺服电机+齿轮传动的 难度和成本大大降低，也使抗油污粉尘能力强，智能 ［1］ ［4］ 驱动方式 。此种机械传动方式应用非常广泛，但 化程度高 。 是，这种进给方式在完成启动、加速、减速、反转等运 2 基于时栅的直驱转台系统组成 动时，产生的弹性变形、摩擦和反向间隙等会造成系 如图1所示，直驱系统为全闭环位置伺服控制， 统机械振动、运动响应慢、动态刚度差及其它非线性 采用时栅位移传感器作为反馈元件。上位机通过 ［2］ 误差 。这就难以实现高精度加工，因此难以满足现 F PEWIN界面发送指令脉冲 给PMAC卡，PM