一种针对空气静压主轴的检测补偿控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种针对空气静压主轴的检测补偿控制系统，该系统包括主轴转子、径向轴承、轴承外壳、径向轴承进气口、止推轴承和止推轴承进气口，空气经过径向轴承进气孔和止推轴承进气孔进入节流孔和气腔，在主轴转子和轴承套之间形成一层薄薄的气膜，主轴转子在转动过程中几乎不产生摩擦。设有1个空气静压主轴系统、4个电容传感器、4个压电致动器和PC机；所述4个电容传感器成轴中心对称分别固定在空气静压轴承外壳体上，4个压电致动器成轴中心对称分别嵌在空气静压主轴的4个弹性槽内，电容传感器检测单元和压电致动器控制单元分别与PC机连接，由PC机端接受振动信号并对压电控制器驱动，从而实现对空气静压主轴的实时检测补偿控制。

A detection compensation control system for Aerostatic Spindle

The invention discloses a detection and compensation control system for an aerostatic spindle. The system comprises a spindle rotor, a radial bearing, a bearing housing, a radial bearing inlet, a thrust bearing and an air inlet of a thrust bearing. The air enters a throttle hole and an air cavity through a radial bearing inlet hole and a thrust bearing inlet hole, and rotates on the spindle. A thin film of air is formed between the bearing sleeve and the bearing sleeve, and there is little friction between the spindle rotor and the bearing sleeve during rotation. The four capacitive sensors are axially symmetrically fixed on the outer shell of the aerostatic bearing, the four piezoelectric actuators are axially symmetrically embedded in four elastic grooves of the aerostatic spindle, the capacitive sensor detection unit and the PC machine. The control unit of the piezoelectric actuator is connected with the PC, and the PC receives the vibration signal and drives the piezoelectric controller to realize the real-time detection and compensation control of the aerostatic spindle.

【技术实现步骤摘要】
一种针对空气静压主轴的检测补偿控制系统
本专利技术涉及一种主轴振动检测补偿系统，尤其是涉及一种针对空气静压主轴转子振动的检测补偿控制系统。
技术介绍
在空气静压主轴系统中，主轴转子是空气静压主轴的重要组成部件，转子的运行状态在极大程度上决定了加工工件的质量和精度。在工件加工过程中，主轴转子的振动及回转误差是衡量主轴性能和加工精度的重要指标。主轴转子振动的变化对工件质量及次品的产生概率有着直接的影响，因此对空气静压主轴在运行过程中转子振动进行检测，进而补偿转子偏移，对应提升加工质量及空气静压主轴的性能有重要的意义。在空气静压主轴加工过程中，对于主轴振动的检测多采用高速信号采集硬件设备，利用信号分析工具，对主轴工作振动情况进行监测。目前，针对空气静压主轴转子振动控制方法主要是集中在设计阶段的结构对称、切削力载荷、热变形和离心力等方面，尚且没有一种简单有效合理完备的空气静压主轴转子振动检测补偿控制系统。
技术实现思路
本专利技术的目的针对空气静压主轴加工过程中转子不平衡振动，振动检测及补偿控制系统，提供一种对主轴转子在线实时检测及补偿控制系统，实现在主轴转子运行过程中不平衡振动的精确检测及补偿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对空气静压主轴的检测补偿控制系统，其特征在于：该系统包括主轴转子(1)、径向轴承(2)、轴承外壳(3)、径向轴承进气口(4)、止推轴承(5)和止推轴承进气口(6)，空气经过径向轴承进气孔和止推轴承进气孔进入节流孔和气腔，在主轴转子(1)和轴承套之间形成一层薄薄的气膜，主轴转子(1)在转动过程中几乎不产生摩擦；主轴转子(1)连接步进电机并由其带动，具有一定压力的气体分别通过径向轴承进气口(4)和止推轴承进气口(6)流入节流孔和气腔，在主轴转子(1)和轴承外壳(3)内壁间形成一层气膜，将主轴转子(1)支撑，实现主轴转子(1)运转的“零摩擦”运动；径向轴承(2)和止推轴承(5)分别承载并限...

【技术特征摘要】
1.一种针对空气静压主轴的检测补偿控制系统，其特征在于：该系统包括主轴转子(1)、径向轴承(2)、轴承外壳(3)、径向轴承进气口(4)、止推轴承(5)和止推轴承进气口(6)，空气经过径向轴承进气孔和止推轴承进气孔进入节流孔和气腔，在主轴转子(1)和轴承套之间形成一层薄薄的气膜，主轴转子(1)在转动过程中几乎不产生摩擦；主轴转子(1)连接步进电机并由其带动，具有一定压力的气体分别通过径向轴承进气口(4)和止推轴承进气口(6)流入节流孔和气腔，在主轴转子(1)和轴承外壳(3)内壁间形成一层气膜，将主轴转子(1)支撑，实现主轴转子(1)运转的“零摩擦”运动；径向轴承(2)和止推轴承(5)分别承载并限制主轴转子(1)的径向运动和轴向运动。2.根据权利要求1所述的一种针对空气静压主轴的检测补偿控制系统，其特征在于：径向轴承节流孔(7)和径向轴承气腔(8)为轴承外壳(3)内壁的加工孔，用于气体的节流及气压的形成。3.根据权利要求1所述的一种针对空气静压主轴的检测补偿控制系统，其特征在于：止推轴承节流孔气腔(9)为轴承外壳(3)轴向的加工孔腔，用于轴向即止推方向上气压的形成。4.根据权利要求1所述的一种针对空气静压主轴的检测补偿控制系统，其特征在于：本系统还包括压电致动器(10)、主轴主体(11)、静压轴承(12)、电机端压电致动器(13)、电机(14)、止推板(15)和传感器(16)；主轴主体(11)为主轴转子(1)的主体结构，电机(14)带动主轴主体(11)进行转动，静压轴承(12)设置在主轴主体(11)的外侧，电机端压电致动器(13)设置在主轴主体11的端部；主轴转子(1)上的止推板(15)限制转子的轴向位移，外端电容传感器(16)用保持架固定于主轴转子外端，用于检测主轴转子(1)的振动信号，压电致动器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东菊，霍郴，齐国超，崔线线，任佟，王浩，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11