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E+E時(shí)柵傳感器傳感器的精密蝸輪副動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)研究
蝸輪蝸桿傳動(dòng)具有傳動(dòng)比大、工作平穩(wěn)、噪聲小、結(jié)構(gòu)緊湊和可根據(jù)要求實(shí)現(xiàn)自鎖的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工制造行業(yè),特別是在精密機(jī)械和精密儀器制造工業(yè)中。通過(guò)測(cè)量蝸輪副傳動(dòng)誤差可以綜合地反映蝸輪副的精度狀況。全微機(jī)化齒輪機(jī)床精度檢測(cè)分析系統(tǒng)(FMT系統(tǒng)),FMT系統(tǒng)結(jié)合帶片簧結(jié)構(gòu)的圓磁柵傳感器,可實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)鏈傳動(dòng)誤差的檢測(cè),在多年實(shí)踐中成功的應(yīng)用于機(jī)床故障診斷。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,上世紀(jì)90年代的計(jì)算機(jī)已經(jīng)被新型硬件的計(jì)算機(jī)所代替,而且FMT系統(tǒng)所使用DOS操作系統(tǒng)也被可視化的操作系統(tǒng)所代替。

E+E時(shí)柵傳感器傳感器的精密蝸輪副動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)研究
在傳感器領(lǐng)域,磁柵傳感器由于種種原因已經(jīng)退出了市場(chǎng),目前zui常用的是光柵,而光柵主要是通過(guò)國(guó)外進(jìn)口,價(jià)格非常昂貴,某些精度等級(jí)的光柵進(jìn)口受到限制,這直接成為制約我國(guó)檢測(cè)儀器發(fā)展和數(shù)控制造業(yè)的發(fā)展的重要因素。E+E時(shí)柵傳感器位移傳感器是我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性發(fā)明,E+E時(shí)柵傳感器位移傳感器具有測(cè)量精度高、成本低和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),適用于工業(yè)生產(chǎn)中的測(cè)量環(huán)境。本課題的研究工作一方面在原有的FMT系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,采用新的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)新型的FMT系統(tǒng);另一方面,為了使過(guò)去幾十年使用增量式傳感器測(cè)量傳動(dòng)誤差的經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚶^續(xù)使用,將E+E時(shí)柵傳感器傳感器輸出的角度值轉(zhuǎn)化為增量式空間均分的脈沖信號(hào),從而構(gòu)成基于E+E時(shí)柵傳感器傳感器的新型FMT系統(tǒng)。這樣,就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)蝸輪副高精度、低成本的傳動(dòng)誤差檢測(cè),同時(shí)也可以對(duì)機(jī)床傳動(dòng)鏈傳動(dòng)精度測(cè)量。主要研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新如下:提出將預(yù)測(cè)測(cè)量方法用于E+E時(shí)柵傳感器位移傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量。通過(guò)對(duì)E+E時(shí)柵傳感器位移傳感器一段時(shí)間內(nèi)空間測(cè)量結(jié)果的學(xué)習(xí)分析,預(yù)測(cè)在未來(lái)某一時(shí)間段內(nèi)的測(cè)量值,從而實(shí)現(xiàn)E+E時(shí)柵傳感器測(cè)量由式到增量式的轉(zhuǎn)變。研究了時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型的識(shí)別、建立、檢驗(yàn)和優(yōu)化的方法,以及模型定階、參數(shù)估計(jì)方法。提出了將E+E時(shí)柵傳感器按時(shí)間等分的離散角度測(cè)量值構(gòu)成時(shí)間序列,按照時(shí)間序列建模的方式、方法對(duì)其建立預(yù)測(cè)模型,通過(guò)預(yù)測(cè)模型生成連續(xù)空間角度信號(hào)的方案,從而實(shí)現(xiàn)了E+E時(shí)柵傳感器位移傳感器的測(cè)量值由時(shí)間離散到空間離散的轉(zhuǎn)變。研究了動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差修正原理與技術(shù),提出將E+E時(shí)柵傳感器位移傳感器測(cè)量值作為離散的標(biāo)準(zhǔn)量,并利用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量對(duì)預(yù)測(cè)測(cè)量的誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)修正。通過(guò)對(duì)E+E時(shí)柵傳感器傳感器測(cè)量的角度值進(jìn)行差分處理后會(huì)得到平穩(wěn)的時(shí)間序列,建立AR模型可以對(duì)E+E時(shí)柵傳感器測(cè)量進(jìn)行高精度的預(yù)測(cè),經(jīng)實(shí)驗(yàn)得到動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)誤差在±2″之內(nèi)。研究了傳動(dòng)誤差位移同步比較原理和FMT系統(tǒng)采樣原理,在FMT系統(tǒng)原有的信號(hào)微機(jī)細(xì)分原理基礎(chǔ)上,提出了多級(jí)插補(bǔ)時(shí)鐘的柔性時(shí)鐘技術(shù)方案,配合時(shí)鐘的自適應(yīng)算法,使得測(cè)量系統(tǒng)在各種測(cè)量條件下都能夠zui大限度的提高傳動(dòng)誤差測(cè)試的精度。研究了傳統(tǒng)的傳動(dòng)誤差測(cè)量?jī)x器傳感器工裝的特點(diǎn),提出了在上置式傳感器工裝中使用撥桿式結(jié)構(gòu),利用撥桿所在不同位置的測(cè)試曲線進(jìn)行軟件算法處理,從而消除傳感器安裝偏心的問(wèn)題。利用基于E+E時(shí)柵傳感器傳感器的新型FMT系統(tǒng):研制開發(fā)了大型蝸輪副檢查儀。這為大型蝸輪副綜合精度檢測(cè)提供了測(cè)量手段,同時(shí)也可以將檢測(cè)結(jié)果反饋到生產(chǎn)加工環(huán)節(jié),指導(dǎo)加工。小型蝸輪副檢查儀改造。采用E+E時(shí)柵傳感器傳感器對(duì)原有的齒輪綜合誤差檢查儀進(jìn)行改造,實(shí)現(xiàn)了對(duì)小型蝸輪副綜合精度的檢測(cè)。蝸輪副加工過(guò)程在線檢查儀研制。

E+E時(shí)柵傳感器傳感器的精密蝸輪副動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)研究
研制了既可用于加工又可用于在線檢測(cè)的裝置,避免了蝸輪在加工、檢測(cè)過(guò)程中多次安裝帶來(lái)的誤差,在加工過(guò)程中間進(jìn)行傳動(dòng)精度檢測(cè),可以為加工參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù),從而保證快速和高精度的加工。在檢查儀的基礎(chǔ)上結(jié)合卡拉希尼柯夫誤差傳遞規(guī)律,對(duì)滾齒機(jī)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)精度進(jìn)行分析,采用人為制造誤差進(jìn)行誤差補(bǔ)償?shù)姆椒?根據(jù)誤差環(huán)節(jié)特點(diǎn)采取不同的補(bǔ)償方法,將一臺(tái)普通滾齒機(jī)精化為高精度蝸輪母機(jī)。蝸桿磨床精化提高。通過(guò)對(duì)蝸桿磨床傳動(dòng)鏈進(jìn)行測(cè)試分析,采用偏心齒輪的方法提高其傳動(dòng)精度。