基于ARM的直线式时栅传感器自动闭环控制系统设计

设计的自动闭环控制系统,是为了完成直线式时栅传感器数据的快速采样,提高测试效率。基于PHILIPS公司的ARM处理器LPC2214作为主控芯片,设计了控制电路,控制步进电动机驱动滚珠丝杠,带动直线式时栅传感器的动测头与直线光栅的扫描头同步运动,同时接收直线式时栅传感器的反馈信号,并与上位机之间进行串口通信。实践证明:系统响应速度快,控制精度能达到0.1μm。     

基于加工测量一体化工艺的新型蜗轮副母机研制

提出"正、逆向适应改造"新思想:在用时栅传感器对仪器进行"极限指标"改造的同时,也对仪器应用对象——装备和工艺进行逆向改造:使装备能配合仪器完成现场复杂环境下的"特殊检测",工艺能配合仪器实现对加工过程的"超常指导".介绍了"仪器单元"及其与新型蜗轮副母机相嵌入的设计思想,使装备能够满足加工测量一体化工艺,既能在现场复杂环境下发现误差规律并自检确认,又能指导用误差诱导重塑与自我精准抵消的创新工艺去实现极高精度.目标成果:嵌入了仪器单元、执行加工测量一体化工艺、且产品为成套蜗轮副而不仅是蜗轮的新型蜗轮副母机.     

基于时栅传感器的精密数控线切割机研发

介绍了一种可用于内齿加工的高精度线切割机,解决了三个关键技术问题:基于时栅传感器的空心式高精度分度转台;钼丝在加工过程中的自动检测与自动补偿;空心转台的智能化时栅传感器、钼丝测量系统和线切割机中央控制系统三部分间的局部闭环及全系统大闭环数控。介绍了相关的理论基础、技术难点和设计思想。实践结果表明,该系统实现了高精度、高效率、高可靠性和低成本等综合先进指标,具有可以填补国内空白的良好市场前景。     

基于STM32的时栅转台高精度自动标定系统设计

针对目前时栅转台采用手动方式进行标定,工作效率低、精度难以保证的现状,设计了一种能够进行数据采集、处理和误差补偿的时栅转台自动标定系统。该系统以激光干涉仪作为测量基准,采用了闭环控制技术,进行测量误差补偿。实验结果表明:该系统标定精度高,经过该系统标定后的时栅转台精度达到±2″,且标定速度是手动方式的2倍以上,显著提高了时栅转台标定效率。     

两相驱动型时栅位移传感器测角系统误差建模与分析

为了进一步拓展时栅位移传感器的应用范围,在传统场式时栅位移传感器测角系统的基础上,提出了一种两相驱动型时栅位移传感器测角系统,该系统以低分辨率、低成本的圆光栅和直接数字频率合成器构成了一种新的“时间行波”,结合传统时栅位移传感器的处理技术,构成一个新的测角系统。对该测角系统的误差模型进行研究,实验结果表明：该测角系统的主要误差成分为光栅信号的不正交、不等幅与残余直流电平三项误差源,通过该误差模型可以有效地减小时栅位移传感器的原始误差、提高了测角系统的测量精度,精度达到±3.2″。     

基于μC/OS-Ⅲ和LwIP时栅位移传感器多模式网络接口设计

针对时栅位移传感器网络化通信的要求日益提高,提出了一种基于μC/OS-Ⅲ和LwIP时栅位移传感器多模式网络接口设计方案。根据时栅位移传感器的特点,该系统采用基于Cortex-M4内核的微控制器STM32F407ZGT6硬件平台,利用μC/OS-Ⅲ实时操作系统和LwIP轻量型网络协议栈的特点,选择以太网、Wi-Fi、4G作为互联网通信多模式网络接口,建立各传感器之间的联系,完成时栅位移传感器产品的后台服务终端。实验结果表明,该设计能够实现远程故障诊断和校验,提高时栅位移传感器智能化和数字化水平,促进时栅产业化。     

基于μC/OS-Ⅱ的线切割机短路检测远程报警系统

针对电火花线切割机加工高精度时栅传感器定子线圈过程中由于切割铁屑搭接造成短路故障的现象,设计了一种基于实时嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的线切割机短路检测远程报警系统。该系统以单片机为控制核心,通过对电极丝之间的间隙电压进行采样来判断短路故障,并采用GSM模块以实现远程报警功能。采用实时操作系统完成了多任务设计,并使得任务间容易实现相互通信与调度,同时也提高了系统的稳定性,实践证明系统在恶劣工作环境下具有很高的可靠性和实用性。     

时栅传感器直驱式误差自动标定与修正系统

针对研制时栅位移传感器过程中的误差标定环节,常规光栅传感器精度不满足要求的问题,采用激光干涉仪作为误差标定基准,自主研制了基于激光干涉仪的直驱式时栅角位移传感器误差自动标定与修正系统。利用时栅角位移传感器的多测头结构与误差曲线等间距周期性分布的特性,以一个对极的误差曲线重构传感器整周的误差曲线,采用多项式拟合算法构建了时栅角位移传感器的误差修正模型。实验结果表明,误差自动标定与修正系统可以快速、准确地对时栅角位移传感器进行自动误差标定与修正,修正后的时栅角位移传感器的整周误差达到±0.43″。     

基于STM32的远程消息管理系统

针对目前办公外出留言方式不规范、不整洁的问题,提出了一种利用STM32微控制器构建远程消息管理系统的设计方案.远程消息管理系统采用液晶显示留言消息,配置了红外热释电传感器、SIM900A无线通信、VS1053B语音控制等功能模块;能够以短消息、无线通信等多种方式与手机移动终端、计算机相连接实现远程消息留言,并同步实时更新消息显示系统;具有自动感知人体,自动开启屏幕的节能模式以及快速录音播放的功能.该远程消息管理系统使办公外出留言智能化、快捷化,整体规范、整洁,具有一定的市场应用前景.