超精密平面度在线检测方法研究

磨削问题过实验,效性。介绍了一种用最小二乘逐次两点法对超精密平面度进行在线检测与误差分离的方法;针对平面光学玻璃设计了一套在线测量系统,所提出的方法可以精确而快速地分离出被测平面移动的导轨运动误差,通验证了该测量方法能在机床上直接测量工件的平面度误差,消除基准误差,从而保证实现在线测量的有     

闭环控制的微动工作台设计

介绍了一种以弹性导轨为支承的平面三自由度微动工作台的原理、结构、设计计算方法及闭环控制的基本原理。采用电致伸缩微位移器驱动弹性导轨 ,电涡流传感器测量工作台的微位移 ,能可靠地保证微动工作台的运动精度 ,并使其结构简单、紧凑。     

基于逐次二点法的平面度误差测量方法研究

为了实现工件平面度误差的高精度测量,在没有高精度导轨、高精度光学平面作为平面基准的条件下,根据逐次二点法误差分离原理,将传感器支架固定在刀具进给轴上,随导轨进行直线运动,即可同时分离获得机床自身的运动误差和工件的平面度误差。实验结果表明:将逐次二点法应用到机床上,对工件平面度进行在机测量,剔除掉机床自身运动的系统误差,在精度上优于传统的接触式测量方法,并且不受测量的平面基准、工件的最大尺寸所限制。该方法不仅计算简单、快速易操作,而且更准确地反映了平面度的真实值。利用仿真和实验验证了逐次二点法对平面度的高精度测量的有效性和可靠性。     

一种圆柱度测量基准的误差分离方法

通过对主轴回转误差运动的分析，结合三点法圆度误差分离技术，提出了一种完全分离圆柱度测量基准误差的分离方法，即利用主轴回转轴线平均线、测量传感器及直行导轨之间的空间位置关系，建立相应的坐标系，在分离出被测截面圆度误差、最小二乘圆心初始坐标的基础上，完整地分离出影响圆柱度精密测量的径向回转运动误差和导轨的直行运动误差。该技术不仅可以消除测量基准误差对圆柱度测量精度的影响，还可以实现主轴回转误差、导轨直线度以及导轨对主轴平行度误差的精密测量，对高精度误差补偿加工和机床的精度检验也具有重要意义。     

小零件平面度误差测量的一种新方法

针对小零件的平面度误差测量及数据分析处理 ,提出了一种新的测量方法。首先采用高精度涡流位移传感器对小零件的平面进行连续测量 ,然后利用遗传算法对数据进行处理 ,求出较精确的平面度误差值。这种方法提高了测量精度和速度 ,符合现代测量所提出的自动化和高精度的要求     

3D激光球杆仪伸缩导轨运动误差调整与测量

伸缩装置作为3D激光球杆仪的主要部件,其运动精度影响3D激光球杆仪俯仰角和偏摆角的测量值,为克服精密伸缩装置加工困难且成本较高的缺点,获得满足3D激光球杆仪测量精度的伸缩装置,提出以导轨为组件的伸缩导轨运动误差的调整和测量方法。该方法以直线度误差作为伸缩导轨运动精度的测量指标,采用自制准直仪进行伸缩导轨运动误差测量与调整。首先,通过标定实验和稳定性实验验证准直仪的测量可靠性。然后,以准直仪为测量基准进行导轨直线度误差测量,以导轨直线度调整方法为依据进行导轨直线度调整。最后,组装伸缩导轨,逐一运动各层导轨完成伸缩导轨运动误差测量;采用最小二乘法拟合得到上、下导轨与光轴在XR和YR平面的平行度误差,并计算上导轨和下导轨在XR和YR平面的平行度误差;调整上导轨角度,使上、下导轨平行,完成伸缩导轨运动误差调整。实验结果表明:上导轨X向和Y向直线度误差分别由44μm和439μm降到20μm和14μm,下导轨X向和Y向直线度误差分别由45μm和158μm降到25μm和37μm,伸缩导轨X向和Y向直线度误差分别由105μm和281μm降到47μm和48μm,达到提高精度的目的。     

基于非刚体静力模型的微型机械臂姿态估计

提出了一种针对具有10个被动平面转动关节的微型化柔索驱动机械臂运动姿态的实时估计方法。通过建立该微型机械臂的非刚体静力模型,将10个平面自由度变量转化为1个位移变量和1个张力变量。用一个线型差动变压位移传感器(linear variable differential transformer,LVDT)和一个微型载荷传感器(load cell)测量该微型机械臂终端执行器的平面运动姿态。通过对测量结果的精度和误差进行分析,指出了该测量方法的优势与不足,并与其他几种可能的测量方法进行了比较和讨论。     

晶圆对心转台亚微米级径跳误差补偿方法

为了消除转台径跳误差对晶圆预对准台重复性定位精度的影响,提出径跳误差的在线检测与补偿方法。转台上方并与之一起旋转的心轴作为转台径跳的检测元件,电涡流传感器测量心轴径向距离,其测量值由固定误差和径跳误差组成,借助集合平均法或者转台径跳特性,离线求解固定误差,据此在线工作时从电涡流传感器数据中分离出径跳误差。利用该误差对激光位移传感器检测的晶圆边缘数据进行径跳误差补偿,分析误差特性,据此简化补偿算法。试验证明,径跳误差补偿方法的使用提高了系统的预对准精度,并最终使系统达到了微米级的定位精度要求。     

导轨几何误差辨识方法的研究

6自由度运动系统误差辨识是一项复杂而费时的工作。为了准确、高效地辨识出导轨几何误差,提出了一种新的误差辨识法,详细讨论了误差辨识的基本原理。该方法由6自由度运动系统导轨的误差模型和多体系统相邻体运动关系为基础,能通过测量仿真区域内10条直线的位移误差快速、精确地确定三个导轨的全部21项几何误差,缩短了误差辨识时间,且辨识过程中只需位移测量设备,是6自由度运动系统,甚至9自由度运动系统中误差辨识的有效方法。     

高精密滚转角测量干涉仪

现有的各种激光干涉仪可以方便地测量围绕垂直于直线位移方向的两个转角偏移,但是对于围绕运动轴的滚转角偏移,特别是对于大行程运动,缺乏有效的测量方法。针对各种高精密直线运动定位装置,设计一个新型的差分平面干涉仪,并采用一个楔面棱镜和楔面反射镜,组合成为一个几何空间对称四光路系统,构成新型的高精密滚转角激光干涉测量仪。它不需要与行程同长的大反射参考镜,但同样能实现高分辨率,而且简便实用,可以直接溯源米定义。试验证明,几何空间对称四光路滚转角干涉测量仪能够有效地排除其他自由度运动的干扰,利用它可以快速高效地测量各种精密直线位移运动的滚转角。使用普通的2π/360细分相位计,测量分辨率为1.1″,若使用2π/36 000的高精密细分相位计,滚转角的测量分辨率可达到0.01″。     

带有集成前置器的位移传感器

对旋转机械的运行状态进行在线连续监测,目前采用最广泛的方法是用非接触式电涡流传感器对转轴直接测试。非接触式位移传感器是基于电涡流原理设计制造的,整个一次仪表测量回路是由探头、延伸电缆和前置器组成。 德国申克公司最近推出了一种集成化的电涡流位移传感器VIBRONECS,其设计思想是将涡流探     

电涡流式微量电子天平的研究

一、引言目前使用的微量、超微量电子天平以磁悬浮式的最为典型,用得也最多,这种天平的电磁补偿式力矩发生器包含磁钢、恒磁回路体、电磁力平衡运动线圈等,同时配有诸如光电式位移传感器之类的平衡位置指示器;无论是补偿式力矩发生器还是位移传感器,其本身都是一套精密的机构。本文提出的一种电磁涡流式微量电子天平,实质上是同时利用电涡流传感器的电磁力学特性和频率位移特性,由电涡流传感器探测线圈与一平面导体组成的系统,同时兼作补偿式力矩发生器和平衡位置指示器,机械结构极其简单,因此,由机械结构引起之误差小,重复性好,可望提高微量电子天平的灵敏度和精度。二、理论分析当电涡流传感器探测线圈靠近一薄平面良导体时,导体面上被激起之电涡流与探测线圈间存在一相斥的电磁力,同时亦构成一典型之位移传感器。如图1所示,设线圈中心与平面     

时栅测角系统误差自动采样及补偿研究

由于时栅测角系统受限于校准器的运动和装配环境,难以使用光栅作为精度基准仪器来进行密集的误差采样。为了实现较高精度的测量,通过对时栅测角系统的位移解算和对磁场式Ⅱ型时栅传感器结构进行了剖析,利用稀疏采样误差数据开展了频谱研究,得到了测角系统的补偿模型;提出了一种基于激光干涉仪的时栅测角系统误差自动稀疏采样及补偿的方法,采用了量子粒子群算法对补偿模型进行了求解,从中获取了17个补偿参数,并将其应用到补偿模型中,对测角系统进行了误差补偿。研究结果表明:在稀疏采样的条件下,采用该方法能够快速、准确地实现对时栅测角系统误差进行自动补偿,且补偿后的时栅测角系统的精度达到2.88″。     

基于电涡流位移传感器列车行驶速度在线测量的方法

电涡流传感器是基于电涡流效应,将非电量转换为线圈阻抗的变化进行测量的。它具有体积小、灵敏度高、动态响应快和非接触测量等优点,目前广泛应用于电力、石化、机械、冶金等行业。本文提出一种基于电涡流位移传感器在线测量列车行驶速度的方法。通过对电涡流位移传感器输出原始脉冲信号处理,最后得到当车轮经过测量装置时只捕获到唯一的信号,根据两个电涡流位移传感器信号上升沿计算得到列车的行驶速度。     

电梯导轨几何误差测试系统

开发了一套电梯导轨测试系统，该系统用于静态测量电梯导轨的几何参数，包括导轨三个导向面的直线度、平面度、导轨的宽度、高度、垂直度和扭曲度等。在测量系统中，5个光栅传感器通过适当配置用于测量电梯导轨三个面的直线度，两侧面的平面度和导轨的其他参数可以通过这些传感器的值经过适当的数学变换获得。用一个双频激光干涉仪标定了系统导轨的运动误差，用有限元分析方法对测量时导轨的挠度进行建模，进行了系统误差和挠度的补偿。实验表明，系统的测量误差小于0．05mm。     

动载体光电平台角位移精密测量方法研究

提出了用位移传感器实时测量动载体光电平台六自由度位移的方法,并推导了该方法的理论公式,即通过坐标变换推导出了平台惯性坐标系、平台固连坐标系及传感器平面坐标系之间的关系,得到了传感器测试信号与平台位移量之间的关系式。通过传感器采集的实时位移值,计算出了平台六自由度位移,并分析了影响该方法测试精度的多个因素,得出了该方法可通过选用不同频带、不同精度的传感器,实现不同振动环境下隔振平台六自由度位移的动态精密测量的结论。理论分析表明,该测量方法简单有效,适用范围广,有较大的推广价值。     

六自由度测试系统

本文所描述的测试系统基于激光全息分光技术和激光干涉测长技术,同时测定目标物体六个自由度的偏差。采用激光漂移补偿技术建立了稳定的激光束基准,采用磁光调制技术减小光强不稳定等因素对滚转角测量精度的影响,实现了多自由度较高精度的准直。实验表明,在激光光源距靶标１ｍ时,该系统σ重复性误差：线位移小于４μｍ,角位移小于４″,整个系统结构简单,测量效率高。     

钻杆全自动压力矫直机在线检测方法研究

本文提出了一种多位移传感器在线检测方法,即采用多个激光位移传感器快速动态的测量若干被测截面型面点,并通过两点法误差分离算法计算得到对应轴心空间坐标的测试方法.该方法成功的解决了钻杆检测中圆度误差分离的难题.还搭建了一个钻杆多位移传感器在线检测实验平台,并研究了周向旋转装置的误差补偿.最后给出了实验结果,证明该检测方法具有非接触、效率高、精度好的特点,完全适用于钻杆全自动压力矫直机的在线检测.     

一种基于电涡流传感器的陀螺飞轮两维摆角测量方法

提出了一种采用电涡流传感器来实现陀螺飞轮柔性支承转子两维摆角测量的方法,它可将摆角测量转换为距离测量;采用差动布置探头及相敏解调技术来提高测量信号的强度及线性度;采用双层探头形式来消除转子平动对摆角测量的影响.通过试验验证了这种摆角传感器具有良好的线性特性,其分辨率可达到0.02°.     

基于电涡流传感器的微位移测量系统的设计

针对金属物体微位移测量困难的问题,设计了一种基于电涡流原理的位移测量系统。文中使用一种新型桥式结构设计了系统的硬件电路,完成金属物体的位移量到电压量的转换;使用软件拟合的方法对传感器信号进行非线性补偿和温度补偿,提高传感器的测量精度以及稳定性。测试结果表明,在0～2 mm量程范围内电涡流传感器位移测量系统的线性度小于0.75%,最小仅有0.25%,满足金属物体微位移测量的要求。