高精密数控机床中840D数控系统双向螺距误差补偿的应用

螺距误差补偿在数控机床的使用中必不可少。随着数控机床精度的不断提升,高精密、超精密数控机床的出现,对螺距误差补偿方面的要求也越来越严格。由于机床零件加工、安装和调整等方面的误差,造成机械正反向传动误差的不一致。在高精密数控机床中,双向运动的不一致性很大程度上制约了机床精度的提升,单向螺距误差补偿已经无法满足机床的精度补偿要求,因此要对机床做双向坐标补偿,以达到坐标正反向运动误差的一致性。但是现在使用的主流数控系统西门子840D没有提供专门的双向螺距误差补偿功能。我们通过对西门子840D系统中的下垂补偿功能的分析研究,找到了一种方法,成功的解决了西门子840D进行双向螺距误差补偿的问题。     

光参量放大拼接晶体加工误差补偿系统设计

晶体拼接技术能够解决光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)过程中非线性晶体口径受限问题,从而有效地提高放大器的输出能力。晶体加工误差补偿是晶体拼接要解决的核心问题之一。对拼接晶体加工误差对光束质量的影响进行了分析,设计了拼接晶体加工误差补偿方案,设计并加工完成拼接晶体加工误差补偿能动反射镜。通过实验验证了拼接晶体加工误差补偿方案的可行性和稳定性,同时证明了该系统满足晶体拼接要求。     

数控抛光非球面面形误差补偿技术研究

采用传统方法抛光高精度非球面时,多次面形误差补偿耗费时间占其抛光总时间的80%以上,严重影响非球面的加工效率。根据非球面的面形误差补偿原理,进行抛光非球面面形误差补偿的工艺实验。采用LOH-data-correct软件对非球面进行计算,并修正补偿其面形,可减少面形修正次数,降低成本,提高加工效率。     

数控机床丝杠传动回程误差分析

本文主要对数控机床丝杠回程误差的产生原理、误差补偿方法及所面临的的问题进行了较详细的说明。在加工过程中,选取合适的误差补偿方法,能够更好地提高数控机床的加工精度和工件的加工质量。     

数控机床的误差补偿技术研究

阐述了数控机床加工误差产生的原因,在已有的数控机床在线检测模型基础上,分析了数控加工误差补偿原理,提出了基于多体系统理论的误差建模的规律性,从而只要确定了相邻体间的位置特征、运动特征,就能找到对应的特征矩阵和变换矩阵.每对相邻体间变换矩阵确定后,按照误差模型规则便可以得到误差模型公式,载入辨识好的误差参数可得数值解,从而进行相应补偿.实践结果表明,该误差补偿技术大大提高了机床的加工精度,具有实用性.     

基于多体系统的五轴龙门加工中心误差建模及补偿方法

针对一台五轴龙门加工中心,基于多体系统建立其几何误差模型,并在偏最小二乘法的基础上,对加工中心的热误差进行分析,建立综合误差模型,并针对加工中心的特征,提出了误差补偿方法,通过对五轴龙门加工中心X轴的试验数据测量结果,拟合误差补偿曲线,证明了误差补偿方法的有效性,对于一般机床的误差补偿,可以有效提高其加工精度,具有一定的指导意义。     

非圆加工表面的几何误差在位测量方法

提出了采用Zernike多项式法评定椭圆形工件表面椭圆度误差的新方法。主要是对椭圆截面的加工零件采用接触式在位测量,然后对测得的数据进行Zernike多项式拟合,并对测量工具的球头半径进行补偿,得出实际测量的椭圆形工件表面,最后进行误差分离并进行误差补偿加工。实现了非圆截面工件全面、精确的误差测量,便于提高非圆零件的加工精度。     

振动切削技术在精密补偿加工中的应用

利用补偿控制系统实现精密加工代表了精密加工的现代方向。现行补偿切削系统,利用主轴回转误差信号控制刀具运动进行切削,以期利用较低精度等级的机床获得高的加工精度。笔者分析了这种补偿控制系统存在的问题,指出切削中切削热变形,已加工表面质量等问题。 振动切削技术是近年发展起来的新技术,其优良的工艺效果已为世人公认。由于振动切削技术独特的切削机理,可以大大降低切削温度,改善表面质量及切削过程。将振动切削引入误差补偿系统,可以得到完整的补偿切削系统,以实现高精度的加工。     

一种超精密非球面在位测量方法

高面形精度非球面加工,离不开面形测量和误差补偿加工。离线测量容易导致工件装夹误差,并带来非加工时间增加。为解决这一问题,采用一种利用接触式的微小测头与激光干涉位移测量计相结合的在位形状测量装置,直接对磨削后的工件表面进行在位形状误差测量。介绍了该在位测量方法的原理及非球面测量过程,探讨了回转对称轴在半径方向的误差与测头倾角误差对测量误差的影响,并进行了补偿加工实验。对加工后的微小非球面进行了在位测量,并与超精密离线测量系统测量结果进行了比较。     

基于labview的热变形误差计算及补偿方法

温度是机械加工中最基本的参数之一,在生产过程中常需要对温度进行检测和监控。数控机床加工中,常需要对数控机床进行热误差计算并实现热误差补偿,通过热误差补偿技术来达到提高数控机床加工精度的目的。因此,研究一种基于串行通信的多路温度采集和实时监控系统,对提高工业控制性能、提高数控机床的加工精度以及提高生产效率有着重要的意义。     

激光雷达坐标测量系统的测角误差分析

为了精确地设计激光雷达坐标测量系统仪器,在研究激光雷达坐标测量系统测量原理和结构的基础上,建立了引入两轴垂直度误差、反射镜倾斜误差和反射镜入射激光束倾斜误差这3项主要系统误差的测角误差模型。由理论分析可知,在距离10m处,这3项系统误差各自引入的单点坐标测量误差最大值分别为124.1m,447.9m和242.4m。结果表明,在激光雷达坐标测量系统设计中,为保证在大空间测量中仍有很高测量精度,必须严格控制两轴垂直度误差、反射镜倾斜误差和反射镜入射激光束倾斜误差,并根据建立的误差模型进行参量标定和误差补偿。     

基于Kalman滤波和六位置法的加速度计标定补偿

加速度计的零偏、刻度因子、安装误差都会影响加速度计的精度。以微机械系统(MEMS)加速度计为实验对象,采用卡尔曼(Kalman)滤波对实验数据进行滤波,结合六位置法得到MEMS加速度计的零偏、刻度因子、安装误差与MEMS加速度计测量值的关系,最终获得基于Kalman滤波和六位置法的MEMS加速度计标定补偿数学模型。通过实验测试表明,补偿后MEMS加速度计的输出值更接近标准值,且加速度计解算俯仰角(-90°~+90°)的绝对误差由补偿前的1°经补偿后减小为0.34°。验证了该标定补偿算法的可行性,对提高MEMS加速度计测量精度有较好的理论和工程应用价值。     

适用于光电跟踪仪的高速目标跟踪控制算法

为了提高光电跟踪仪对于高速运动目标的跟踪精度和稳定性,提出一种适用于光电跟踪仪的高速目标跟踪控制算法。利用光电跟踪仪、火炮、载体惯导系统、视频跟踪器和激光测距机输出的相关参数,通过一系列坐标转换、递推迭代和坐标反变换,完成瞄准线坐标系下方位速度环和俯仰速度环跟踪前馈补偿参数的计算,并将该参数分别叠加到方位、俯仰跟踪控制回路,参与跟踪控制;采用模拟航路进行验证,该跟踪控制算法对速度2.5 Ma的高速运动目标,跟踪系统误差和随机误差均小于0.15 mrad。实验结果表明,该方法能有效提高光电跟踪仪对高速运动目标的跟踪精度,响应速度快、动态滞后小。     

拍星残差数据相关性分析的大气折光差修正

靶场通常采用夜间静态拍星的方式检测光电经纬仪的静态测角总误差。受大气折射率变化的影响,俯仰方向测角数据通常采用大气折光差经验公式进行修正。不同地区和时间的大气环境差异使得该经验公式存在较大误差,导致拍星解算得到的俯仰方向测角误差偏大,且影响俯仰方向测角误差因素的进一步分离。为此,提出了一种基于多台光电经纬仪同步拍星数据相关性分析的大气折光差修正方法。基于经纬仪拍星方位角和俯仰角测量残差模型推导得到了大气折光差修正误差模型。根据该误差模型,利用分布在同一区域不同点位的多台光电经纬仪拍星俯仰角残差数据,采用最小二乘法拟合得到大气折光差的修正系数并修正俯仰角测量残差数据。实测数据表明：采用该方法对俯仰角测量残差进行大气折光差修正后,光电经纬仪俯仰角测角总误差显著降低,且由垂直轴倾斜误差修正错误引起的方位角和俯仰角残差特性得以显现。文中提出的方法无需使用探空气球等获取大气参数,即可对同一地域分布的多台光电经纬仪拍星俯仰角残差数据进行修正,修正后的数据可用于进一步分离其他误差因素,具有较强的工程应用价值。     

空间相机像移补偿计算中飞行器大姿态角使用方法

提出了在大姿态角情况下飞行器姿态参数的使用方法以实现像移速度的精确计算。根据飞行器轨道坐标系转换到飞行器坐标系的转换矩阵,推导了在大姿态角存在时轨道坐标系下的姿态角速度与飞行器坐标系下的姿态角和姿态角速度的关系式。通过计算得出,在侧摆角为30时对飞行器坐标系绕飞行器轨道坐标系的转动角速度S1、S2和S3的影响最大误差分别为1.175%、50%和13.223%;在前后摆角为30时对S1、S2和S3的影响最大误差分别为63.397%、0.1745%和63.397%。根据空间相机像移速度计算精度要求比较高,确定了在一定的姿态角情况下飞行器姿态参数使用方法。提出的方法简单,易于实现,适用于空间相机像移补偿的研究。     

俯仰/滚转耦合的大角度姿态测量算法

基于加速度计或陀螺仪的测姿方法均存在大角度条件下姿态角误差放大、突变问题。对大俯仰角测量,通过预置欧拉旋转法可确定冗余加速度计的布置方式,降低了俯仰角测量误差。对大俯仰角条件下的滚转角测量,提出基于角速率阈值判定的陀螺解耦测姿算法。当俯仰角速率大于设定阈值时,采用角速度投影可钳制滚转角误差的漂移;当俯仰角速率小于设定阈值时,采用角速度积分可避免角速度投影造成的姿态误差放大。通过理论推导、分析和仿真,预置欧拉旋转法能有效避免大俯仰角条件下俯仰角姿态误差放大,陀螺解耦测姿算法能在振荡环境下长时间保持滚转角精确度。     

基于压电陶瓷直驱的前向像移补偿系统

为补偿面阵测绘相机航摄成像过程中的前向像移,设计了采用压电陶瓷驱动器直接驱动焦平面组件的前向像移补偿系统,给出了前向像移补偿系统工作时序。压电陶瓷驱动器工作于位置闭环模式,通过斜坡递增设置压电陶瓷驱动器位置给定,使压电陶瓷驱动器驱动焦平面组件以期望速度移动,补偿前向像移速度。实验结果表明,前向像移速度为2.5mm/s时,前向像移补偿系统最大像移补偿残差为0.38μm;前向像移速度为3.5mm/s时,最大像移补偿残差为0.48μm,远小于1/3像元尺寸。相机最长曝光时间为20ms时,前向像移补偿频率可达25Hz,满足高频航测成像前向像移补偿需要。     

平飞斜侧视双基雷达运动误差分析

双基雷达的实际飞行状态不可避免地会产生速度误差,降低成像质量,影响检测性能。本文基于平飞斜侧视模型对速度误差进行了研究和分析,并给出了速度误差限制条件的解析表达式。具体来讲,首先建立了平飞斜侧视模式下的双基雷达模型,在数学上给出了运动方程表达式;然后导出了收发平台分别沿着理想航线方向、俯仰方向和偏航方向存在误差时的等效距离历史和;在此基础上,通过将速度误差转化为时延走动误差和多普勒相位误差,进而推导出了速度误差的限定范围,为工程设计和实现提供了相关依据和参考。通过仿真验证表明相比于理想航线方向和偏航方向,俯仰方向的速度误差对补偿精度的要求更高,其限制条件也更苛刻。     

Improving pitch estimation for efficient multiband excitationcoding of speech

The authors describe an improved pitch detection algorithm for efficient multiband excitation (MBE) coding of speech. The improved algorithm adds a corrective measure to the error measure for spectrum matching employed in conventional MBE pitch analysis. This corrective measure effectively applies equal weighting to all harmonic bands by normalising the error energy in each band. The result is the reduction of gross pitch errors owing to pitch doublings. An additional advantage of using this corrective measure is that, because this measure is based on a sum-of-product formula, comparisons of matching scores may be performed with partial-sums computed during the evaluation of the measure, therefore, facilitating fast searching of the optimum pitch period. Simulation results show that, with the deployment of the improved algorithm, pitch tracking procedure is no longer needed, and the coding delay of the MBE coder is significantly reduced     

一种改进的混合激励线性预测的基音周期估计算法

本文详细讨论了混合激励线性预测(MELP)的基音周期估计算法及其改进算法.该算法采用了分数基音周期、倍数检测等技术,保证了基音周期估计的精度.同时又采用了滑动窗的方法,使得对基音周期不规则的不平稳的语音段进行基音周期估计时的误差减小.本文最后给出了该算法的测试结果及优缺点.