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E+E時柵傳感器傳感器的精密蝸輪副動態(tài)檢測技術(shù)研究
蝸輪蝸桿傳動具有傳動比大、工作平穩(wěn)、噪聲小、結(jié)構(gòu)緊湊和可根據(jù)要求實現(xiàn)自鎖的特點,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。通過測量蝸輪副傳動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,可實現(xiàn)對傳動鏈傳動誤差的檢測,在多年實踐中成功的應(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年代的計算機(jī)已經(jīng)被新型硬件的計算機(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時柵傳感器傳感器的精密蝸輪副動態(tài)檢測技術(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,目前zui常用的是光柵,而光柵主要是通過國外進(jìn)口,價格非常昂貴,某些精度等級的光柵進(jìn)口受到限制,這直接成為制約我國檢測儀器發(fā)展和數(shù)控制造業(yè)的發(fā)展的重要因素。E+E時柵傳感器位移傳感器是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性發(fā)明,E+E時柵傳感器位移傳感器具有測量精度高、成本低和抗干擾能力強(qiáng)等特點,適用于工業(yè)生產(chǎn)中的測量環(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)手段實現(xiàn)新型的FMT系統(tǒng);另一方面,為了使過去幾十年使用增量式傳感器測量傳動誤差的經(jīng)驗?zāi)軌蚶^續(xù)使用,將E+E時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,從而構(gòu)成基于E+E時柵傳感器傳感器的新型FMT系統(tǒng)。這樣,就可以實現(xiàn)對蝸輪副高精度、低成本的傳動誤差檢測,同時也可以對機(jī)床傳動鏈傳動精度測量。主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新如下:提出將預(yù)測測量方法用于E+E時柵傳感器位移傳感器動態(tài)測量。通過對E+E時柵傳感器位移傳感器一段時間內(nèi)空間測量結(jié)果的學(xué)習(xí)分析,預(yù)測在未來某一時間段內(nèi)的測量值,從而實現(xiàn)E+E時柵傳感器測量由式到增量式的轉(zhuǎn)變。研究了時間序列預(yù)測模型的識別、建立、檢驗和優(yōu)化的方法,以及模型定階、參數(shù)估計方法。提出了將E+E時柵傳感器按時間等分的離散角度測量值構(gòu)成時間序列,按照時間序列建模的方式、方法對其建立預(yù)測模型,通過預(yù)測模型生成連續(xù)空間角度信號的方案,從而實現(xiàn)了E+E時柵傳感器位移傳感器的測量值由時間離散到空間離散的轉(zhuǎn)變。研究了動態(tài)測量誤差修正原理與技術(shù),提出將E+E時柵傳感器位移傳感器測量值作為離散的標(biāo)準(zhǔn)量,并利用這個標(biāo)準(zhǔn)量對預(yù)測測量的誤差進(jìn)行實時修正。通過對E+E時柵傳感器傳感器測量的角度值進(jìn)行差分處理后會得到平穩(wěn)的時間序列,建立AR模型可以對E+E時柵傳感器測量進(jìn)行高精度的預(yù)測,經(jīng)實驗得到動態(tài)預(yù)測誤差在±2″之內(nèi)。研究了傳動誤差位移同步比較原理和FMT系統(tǒng)采樣原理,在FMT系統(tǒng)原有的信號微機(jī)細(xì)分原理基礎(chǔ)上,提出了多級插補(bǔ)時鐘的柔性時鐘技術(shù)方案,配合時鐘的自適應(yīng)算法,使得測量系統(tǒng)在各種測量條件下都能夠zui大限度的提高傳動誤差測試的精度。研究了傳統(tǒng)的傳動誤差測量儀器傳感器工裝的特點,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題。利用基于E+E時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提供了測量手段,同時也可以將檢測結(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時柵傳感器傳感器對原有的齒輪綜合誤差檢查儀進(jìn)行改造,實現(xiàn)了對小型蝸輪副綜合精度的檢測。蝸輪副加工過程在線檢查儀研制。

E+E時柵傳感器傳感器的精密蝸輪副動態(tài)檢測技術(shù)研究
研制了既可用于加工又可用于在線檢測的裝置,避免了蝸輪在加工、檢測過程中多次安裝帶來的誤差,在加工過程中間進(jìn)行傳動精度檢測,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,對滾齒機(jī)傳動鏈的傳動精度進(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)特點采取不同的補(bǔ)償方法,將一臺普通滾齒機(jī)精化為高精度蝸輪母機(jī)。蝸桿磨床精化提高。通過對蝸桿磨床傳動鏈進(jìn)行測試分析,采用偏心齒輪的方法提高其傳動精度。