大型高精度光电轴角编码器主轴系装配分析.pdf

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1、l主题：监测扣质量控潮技术’Ioplcs·MonitoringandLlualtry~JontrollingIechnology大型高精度光电轴角编码器主轴系装配分析涂文英钱静徐向东(中国科学院光电技术研究所，四川成都610209)摘要：该项光电轴角编码器尺寸大，装配精度要求较高。文章先分析了主轴系产生误差的原因，然后采取相应的技术措施减小装配误差。最后，通过试验方法获取轴向过盈量与轴向窜动量和摩擦力矩的关系，采取调整轴向过盈量和安装自检顺序的方法，保证了装配精度的要求。关键词：装配精度轴向窜动静摩擦力矩中图分类号：TH161文献标识码：AAs

2、semblyanalysisoftheaxialsystemoflargehigh-precisionopticalshaftencoderTUWenying，QIANJing，XUXiangdong(InstituteofOpticsandElectronics，ChineseAcademyofSciences，Chengdu610209，CHN)Abstract：Theopticalshaftencoderhaslargesizeandrequireshighassemblingaccuracy．First，analyzesthecause

3、oftheerroroftheaxialsystem．Then，takestheappropriatetechnicalsolutionstoreduceassemblinger—roy．Last，throughtheexperiment，obtainstherelationshipamongaxialinterference，axialdriftingandfrictiontorque，andadoptsthemethodofadjustaxialinterferenceandinstallationofself—checkse·quenee

4、，ensurestomeettherequirementofassemblingaccuracy．Keywords：AssemblyPrecision；AxialDrifting；StaticFrictionTorque光电轴角编码器，是集光、机、电为一体的数字化寸较大，外形最大直径为470mm，各零件的加工和装位移测量装置，正被广泛应用于国防、工业和科技领域配成本高。它的主要机械装配结构如图1所示，主轴的动态测量及实时控制系统中。随着i贝0控技术对目标系采用的是非标准的滚动轴系，轴系中钢球较密集，以的快速、精确跟踪和定位的需要，对光电轴角编码

5、器的多排的方式均匀分布在轴系中。测角精度、分辨率以及可靠性都提出了更高要求。主轴系统是高精度复合式光电轴角编码器的重要部件之一，它的主要作用是支承码盘，并带动码盘进行精密分度和作精确、灵活、均匀的旋转，从而使码盘和狭缝之间产生相对运动，形成莫尔条纹，以便实现机械转角变成光电信号的转换⋯。因此，光电轴角编码器的性能和精度在很大程度上依赖于轴系的工作精度，而轴系底座轴承座码盘座主轴轴承环的工作精度则由各零部件的加工精度和装配精度来保证。保证加工精度必须要严格控制有关零件的尺寸公图l装配结构图差、形状公差和位置公差；正确的装配与调整，可以使主轴系尺寸

6、较大，精度指标要求高，主要的装配精轴系的零、部件的高精度性能充分发挥或使一些零件度要求有：的缺陷得到补偿口J。本文针对某项目的高精度大型①主轴系径向运动误差(含角运动)小于2Ixm；光电轴角编码器装配技术进行分析研究，采取相应措②主轴系轴向窜动小于1I,zm；施提高轴系的工作精度。③主轴c面跳动小于4Ixm；1技术要求④主轴系静摩擦力矩(正反)小于1．60N·m。该光电轴角编码器的位数高，码盘及仪器外形尺=LUIJ篓J朋伸部分较长，且两组径向钢球之间的轴向距离短，使2影响主轴系精度的因素得主轴外圆和轴承座内孔的锥度对轴系转角精度影响衡量精密轴系

7、性能的最主要的指标是回转精度，较大，会使实际主轴发生角度偏移△=(△孔+△轴)是指主轴在回转时，实际p"／L。在主轴顶端面引起的径向晃动误差为AC⋯一的回转轴线与理想回转轴△孔+△轴。唇耨线的偏差。如图2所示，△(主轴的外圆与轴承座的内孔之问是过盈配合，不当主轴回转时，由于各零T

8、存在间隙。但是，在钢球直径不一致时，直径最大的钢件的误差，使得实际轴线／-'7球会使主轴产生最大的径向晃动，从而造成主轴径向除了绕理想轴线旋转晃动和角运动误差。在装配时要对钢球进行筛选，并

9、外，还会相对理想轴线适当加大过盈量，以减小钢球直径差的影响。当钢球

10、产生一个倾

11、斜角△。为

12、存在误差△球时，引起主轴顶端面的径向晃动量是＼￡方便分析，将主轴回转误

13、AC，=△球(a+￡／2)／L，n是主轴外伸部分，是两组径、差在径