丝杠传动工作台运动特性与误差分析

对丝杠传动工作台的微定位特性进行了实验分析,观察高速运行时工作台位移存在振荡现象,分析了这种现象产生的原因.对工作台这种非线性运动造成的运动精度不高提出相应的措施,对定位误差做曲线拟合,实现误差的软件补偿.结果表明,经补偿后,滚珠丝杠传动工作台的定位精度达到2 μm.     

激光基准在机床工作台误差自动校正中的应用

本文提出了一种以激光为基准机床运动误差自动校正技术。为了对激光束进行准直,利用光纤和半导体激光调制技术,形成激光束准直系统,使用四象限探测器接收激光束,可以消除杂散光、激光束漂移的影响。以准直后的漱光束为基准,四象限探测器在线探测机床工作台直线运动误差,然后利用反馈系统驱动压电晶体自动校正误差,实现误差自动补偿。     

利用差动原理和采样补偿提高工作台精度

针对精密定位工作台目前存在的高精度、大行程和低成本难以协调的问题,提出一种差动式结构的工作台,利用动态采样的方法对开环误差进行标定,建立误差模型,通过控制上下叠加的两个工作台差动对系统误差进行动态补偿.研究表明:利用差动原理对误差动态补偿的方法有效提高了工作台精度和系统灵敏度,为微位移机构的设计提供了新的思路和方法.     

一种新型并联机床的精度建模与误差分析

以一种新型并联机床为对象，提出了一种精度建模方法。将精度建模的问题转化对应的“虚拟机构”的运动分析问题，建立了主进给机构的驱动误差、结构误差及球铰间隙误差与刀尖参考点位姿误差之间的关系式，利用空间矢量链模型推出了并联机床系统位姿误差与主进给机构安装误差、立柱尺寸误差及工作台运动误差间关系的综合表达式，为该新型并联机床的精度补偿提供了理论基础。最后给出了误差分析的数值实例。     

光栅转矩测量系统的研究

介绍了一种基于结构简单测量精度高的新型转矩传感器－－光栅转矩传感器的转矩测量系统，重点介绍了光栅转矩传感器的基本结构，光栅转矩传感器的转矩测量系统的基本组成与工作原理，详细论述了光栅转矩传感器存在的机械误差与电气误差及产生这些误差的原因，提出了克服这些误差的方法－－数字滤波方法的非线性补偿方法。通过给出的样机系统的实验结果，证明该光栅转矩测量系统的测量精度与电磁式转矩传感器相当，是一种较理想的静态，动态平均转矩的测量工具，有实用价值，可望得到推广应用。     

减小CNC机床定位误差方法的研究

提出了基于“华工2000型”数控系统CNC机床的定位误差的一软件补偿方法，该方法克服了等间距定位误差补偿的缺点，使定位误差补偿的位置可随机设定，建立了数控机床定位误差软件补偿的数学模型。在ZJK7532加工中心上进行的补偿实验表明，采用本补偿方法能使机床的定位误差减小70％以上。     

机床空间位置误差平面光栅测量补偿及实验验证

针对三坐标立式加工中心的21项几何误差,作者提出了利用平面正交光栅检测机床空间位置误差的方法,并建立了机床空间位置误差与几何误差的关系模型;其次,提出了人工神经网络机床空间位置误差离线补偿的数学模型;最后,通过机床误差测量实验和对实验数据的可视化处理,验证了该方法在机床误差补偿应用中的可行性,为机床位置误差的补偿提供了新思路.     

数控六滑块精密工作台系统加工点位移计算的研究

本根据位移叠加原理，提出了在垂直载荷及力矩载荷作用下数控六滑缺精密工作台上加工点的位侈计算公式。为求解其它载荷作用下精密工作台上加工点的位移提供了一种重要的方法。本研究成果为补偿精密机床的加工误差提供了理论依据。     

高速精密定位平台的偏摆误差实时补偿

针对二维直线运动平台末端出现偏摆误差、降低平台直线运动精度的现象,研制了一种新型的基于偏摆误差实时补偿的高速精密定位平台.基于电容式微位移传感检测技术,建立了新型精密定位平台的偏摆误差检测模型.采用赫兹接触理论,建立了滚珠导轨副的刚度模型,进而建立了基于滚珠丝杠驱动、直线滚珠导轨副支撑的宏动工作台的偏摆振动模型.实验结果验证了宏动工作台偏摆振动模型的有效性;采用微动工作台进行宏动工作台直线运动偏摆误差的实时补偿,新型精密定位平台的性能得到较大改善.     

压电陶瓷补偿机构在机床上的应用

压电陶瓷以其所具有电致伸缩性能作为补偿元件在精密加工中已有应用。本文在讨论误差补偿控制系统中的“非在线测量”的基础上，提出以非在线测量为前提，通过安装一套压电陶瓷补偿机构在机床的有关部件上，来提高机床加工精度的方法。     

GMA的PID神经网络控制器设计与仿真研究

由于磁滞非线性现象,导致超磁致致动器(GMA)在开环系统中产生了定位误差,在闭环系统中造成了系统不稳定.为了克服该问题,应用PID神经网络系统,提出了一种实时滞回补偿控制策略,以实现GMA的精密位移跟踪控制.PID神经网络是依据GMA的滞回特性构造的,通过反馈误差学习方案在线自适应学习GMA的逆滞回模型.通过仿真,结果表明该控制策略能够适应GMA滞回特性随机械负载的变化,在线建立GMA的滞回逆模型,从而消除滞回非线性,实现GMA的精密定位.     

直线位移工作台运动误差补偿方法研究

为了减小直线位移工作台的导轨运动误差,研究了一种基于光学原理,采用四象限光电探测器,通过计算机系统对工作台产生的导轨运动误差进行自动补偿的方法.根据补偿原理,构建了误差补偿数学模型,分析了光学系统的参数和系统输出特性之间的关系,并通过实验,阐述了影响补偿系统灵敏度的相关因素.实验表明该方法能够实现优于0.24 V/μm的灵敏度,补偿精度可达到0.4%.这种方法能够有效地提高直线位移工作台的工作精度,对行程小于100 mm的直线位移工作台具有一定的推广价值.     

柔性压电式微位移机构在精密机床定位中的应用研究

研究、设计了一种柔性压电式微定位机构。此机构采用压电陶瓷作为微位移驱动器,柔性铰链为导向机构,对丝杠螺母传动的精密机床工作台的运动位置进行自动补偿,实现了超精密定位。文中对柔性铰链机构进行了合理的设计及参数分析,并应用于精密机床中进行定位精度测试。实测结果表明,采用柔性压电式微位移机对精密机床工作台二次精定位,可使工作台定位精度提高到0.01μm,可满足精密、超精密加工需要。     

圆度,圆柱度在线测量及补偿控制实验研究

提出了实时测量机床主轴回转误差的原理和方法，建立了工件圆度及圆柱度在线测量及补偿控制系统，实验结果表明，补偿后的工件圆度误差平均改善了４０％，圆柱度误差平均改善了２３％。     

四步相移法的非线性相位误差补偿方法

在相位测量轮廓术中,测量系统的gamma非线性是相位误差的主要来源.系统gamma非线性使变形光栅条纹图像中出现高次谐波,从而引起展开相位存在周期性误差.对于四步相移法,三次谐波是引起周期性误差的主要因素.通过建立四步相移法的相位误差和主相位的关系模型,在系统gamma值未知的情况下,对非线性相位误差进行了补偿.计算机仿真表明,当系统的gamma值为2.2时,使用本方法补偿前后的相位误差波动幅值分别小于0.006 3rad和0.000 354rad;实验证明,一个平面白板展开相位的均方根(RMS)在误差补偿后从0.035rad降低到0.007rad,相位误差的最大值从0.086 7rad减小到0.030 8rad.     

TMB型刀具予调测量仪光电瞄准和光栅数显系统的设计与分析

TMB 型刀具子调测量仪采用 CCD 光电瞄准、光栅数显和计算机等最新技术设计而成。本文阐述了其设计原理并就主要精度—光栅数显重复定位精度和 CCD光电瞄准精度进行了分析。由于本仪器的高精度和智能化使机床的生产效率和质量明显提高。     

精密工作台加工点位移计算的研究

对在垂直力及力矩作用下滚动直线导轨组成的精密工作台,在沟槽处的接触变形而引起的加工点位移进行了研究．根据位移叠加原理,推导出了简便计算公式,为补偿精密机床的加工误差提供了理论依据．同时,也为求解其它载荷作用下精密工作台加工点的位移提供了一种重要方法．     

基于FBG传感系统的可调光滤波器非线性研究

采用光纤布拉格光栅(FBG)传感系统研究压电陶瓷(PZT)驱动法布里-珀罗(F-P)型可调谐光滤波器(TOF)的非线性特性。基于多光束干涉理论建立了TOF的非线性模型,推导了透射带波长和自由光谱范围(FSR)对驱动电压的非线性响应;基于FBG传感系统测试了F-P型TOF的波长非线性,并采用多项式拟合对其进行描述,实测F-P型TOF波长的非线性误差最大为1.006 nm;基于F-P型TOF的非线性模型,研究了其波长定位误差,并提出采用参考光栅的方法降低波长定位误差。实验表明,F-P型TOF的波长随机误差可由73～81 pm降至12 pm以下。     

二轴非接触影像测量仪

北京天地宇科技有限责任公司生产的二轴非接触影像测量仪．是集光、机、电于一体的新型高精度测量仪器。该仪器主要利用精密二轴工作台．由光学显微镜对待测物进行高倍率光学放大成像．经过CCD摄像系统实时连续捕捉物体影像．在物体影像上叠加十字光标线．移动工作台．由高精度光栅数显系统和计算机系统完成物体位置、几何尺寸及形位公差的非接触光学检测。     

逆变器死区非线性分析与在线补偿

在伺服控制系统中,受逆变器死区效应的影响,输出电流存在畸变,使得系统性能降低.针对此问题,在分析了死区非线性误差的基础上,提出了一种在线死区补偿方法,利用相邻两个采样周期死区幅值变化缓慢的特点,估计出下一时刻的死区误差电压进行补偿,该方法不依赖电流的极性检测,不需要额外的硬件电路支持,算法简单有效,且能够针对死区的非线性误差补偿.仿真和实验结果表明,该方法能够有效地降低输出电流谐波分量,改善波形的正弦性,相比传统离线补偿方法,具有更好的补偿效果.