衍射光栅刻划机分度误差的实时测量

本文提出了对光栅分度误差进行实时测量的方法，阐述了此方法的原理和实现过程。对测得数据，根据ｓｔｒｏｋｅ理论分析了分度误差对光栅谱线产生的影响，实践证明，用此方法得到的谱的线轮廓与用光谱法测得的谱线基本一致。     

图像式水平尺自动校准系统的评定

图像式水平尺自动校准系统采用精密双圆柱导轨及运动控制技术、光栅测量技术和数字图像处理技术,实现水平尺的快速自动化校准,主要由线纹尺示值误差校准部分和分度值误差校准部分等组成。介绍了该校准系统的结构及组成,分析了线纹尺示值误差校准部分和分度值误差校准部分的误差来源,并针对这两部分进行了测量不确定度评定。     

精密转台角分度误差补偿

为了修正精密转台中由圆光栅安装偏心、倾斜等引起的角分度误差,提出一种基于稀疏分解的角分度误差补偿方法。首先,分析了圆光栅安装偏心、倾斜等对精密转台角分度误差的影响。然后,根据圆光栅测角误差中不同阶次误差项的特性,结合稀疏分解思想与谐波分析建立了角分度误差补偿模型,对转台的角分度误差进行补偿。最后,搭建试验平台,采用提出的角分度误差补偿模型对精密转台角分度误差进行修正,验证该方法的有效性。试验结果表明:该方法能够将角分度精度提高2个数量级,对角分度误差最大值为90.85"的转台进行误差补偿后,能够使角定位误差的最大值减小到0.64"。采用该方法进行误差补偿后,能够显著提高角度定位精度,结果满足精密转台角位移的高精度测试要求。     

转台分度误差检测及补偿技术的研究

采用0.3″的精密多齿分度台与平面反射镜组合,对转台分度误差进行检测。针对多齿分度台安装倾斜对检测结果产生影响的问题,提出了利用双轴光电自准直仪Y轴读数补偿调整误差的方法。根据转台分度误差是由多次谐波叠加的特点,采用谐波分析的方法对测量得到的离散数据进行拟合处理,得到用于转台分度误差补偿的连续曲线模型。对分度误差为17.82″的转台进行实测和误差补偿,补偿后转台的最大分度误差为2″。     

转子形线误差和分度误差的测量计算

一、前言转子是螺杆压缩机的重要零件,形线则是转子的主要特征参数。正确评价成品转子的形线误差和分度误差,不仅可以审定转子的加工是否合格,而且还可用来分析加工工艺、刀具、夹具和机床的正确性及精度。过去,由于缺乏有效的测量手段,一般都是在检验架上进行转子的配对啮合检查,因而得不到满意的形线误差值和分度误差值。近年来,由于三坐标测量机床和电子计算机的发展,使转子形线误差和分度误差的测量计算有可能获得解决。本文介绍一种用三坐标测量机床和计算机进行测量计算的方法。     

跨齿补点测量精密蜗轮齿距累积误差

通过对精密分度蜗轮齿距累积误差四种跨齿补点测量法的试验测量、误差分析及用光栅式单啮仪与自准光管、角度块组合装置比对研究得出,跨齿补点测量可提高仪器测量精度,并准确地反映蜗轮齿距累积误差,值得推广.     

大型衍射光栅刻划机拉杆结构的分析与改进

由于大型衍射光栅刻划机刻划系统的双拉杆结构不能使其满足精度指标要求,本文设计了一套单拉杆结构。讨论了石英导轨分度方向弯曲误差产生的原因及其减小该误差的方法,分析和比较了两种拉杆结构的鞍型滑块的受力情况。基于材料力学弯曲变形理论,建立了石英导轨分度方向弯曲误差模型。在该模型的基础上仿真了双、单拉杆结构下刻划系统的石英导轨在分度方向上的弯曲变形误差。最后,使用双频激光干涉仪对石英导轨上的两个特征测量点进行了测量。测量结果显示:改进后的拉杆结构使得石英导轨在两特征测量点处的位移误差由50.36nm降低到小于10nm,满足大型衍射光栅刻划机刻划系统在分度方向上5~10nm的精度指标要求。     

机床传动链误差及其诊断 第三讲 螺纹链误差及其诊断

在机床领域里,具有螺纹链的机床约占机床总量的一半以上,然而工程界对螺纹链误差的测量分析和控制远不及滚齿机分度链那么普遍。一、螺纹链误差分离法原理用磁栅和磁尺、光栅和光栅尺等精密元件组成的基准系统对螺纹链进行误差的测量,这种测量技术早已获得应用,但不广泛,故不便推广。这里介绍比较实用的误差分离技术原理。     

转台工作面角位置测量装置误差分析与补偿

针对特定转台轴端角位置检测误差不能反映实际产品工作面空间角位置的问题,介绍了一种以圆光栅和水平电容传感器作为测角元件的转台工作面空间角位置定位测量装置。以提高空间测角精度为目的,重点对装置各项误差因素进行归类分析。除光栅和传感器分别存在的分系统测角误差外,测量装置还存在转轴与测量基面不平行、传感器敏感轴与测量基面不平行等误差项。为修正测角系统误差,根据圆光栅旋转面、传感器敏感轴、转轴轴系、测量基面的空间几何关系建立数学模型,分析系统误差影响因素。最后利用分度误差在0.3″高精度转台对校准装置进行标定,并利用径向基函数(RBF)神经网络建立误差补偿模型,对系统测角精度进行修正,使系统最大误差值由13.75″下降至2.9″,满足了3″以内的测角精度需求。     

螺旋和渐开线运动误差测试和谱分析

本文介绍了所建立的长光栅式传动链误差测量装置,成功地应用于滚齿机差动链螺旋运动误差和磨齿机展成链渐开线运动误差的测量。本文采用了所提出的以Marple 快速递归法估计最大熵谱参数,用FFT 法求出功率谱并估算频率,再由循环下降法估计幅值和相位的最大熵谱线估计法,对所测误差曲线谱分析表明该法频率定位准确,幅值估值精度高,能准确诊断误差源,特别适用于螺旋、渐开线运动传动链误差一类的短记录数据的谱分析。     

基于非均匀采样系统的光栅刻划机频谱分析方法研究

数据采样过程中,由于操作系统定时精度、任务切换等因素的影响,采样系统无法实现均匀采样。使用普通的均匀离散傅里叶变换处理非均匀采样数据会存在较大误差。针对光栅刻划机系统,采用了时域插值方法和非均匀离散傅里叶变换方法进行了仿真验证,对比均匀傅里叶变换结果,减小了频谱变换带来的误差。使用时域插值法和非均匀傅里叶变换,对光栅刻划机实际采样数据进行分析,获得了更好的效果。     

衍射光栅刻划机微定位系统控制器设计

针对衍射光栅刻划机开环控制的定位精度不能满足指标要求的问题,在刻划机已有的状态和结构下,设计了微定位系统的控制器。首先,介绍了衍射光栅刻划机,分析了微定位系统及其定位精度指标。然后,运用系统辨识的方法,设计了微定位系统的扫频实验,建立其数学模型。接着,提出了在已有数学模型的基础上,运用实际测量数据和MATLAB/Simulink软件仿真试凑来设计控制器的方法,并设计了满足精度指标要求的控制器。最后,将设计的控制器应用于微定位系统并进行模拟刻划实验,实验结果可知:所设计的微定位系统控制器定位精度基本满足指标要求,其中峰-峰值小于40 nm,RSM值总体略大于2.8 nm。     

发动机瞬时转速测量误差的研究

通过使用发动机分析仪并采用不同的方法,对发动机瞬时转速进行测量,分析由于转速信号采集频率低,发动机稳定运 转时,所测转速精度能够满足工作要求,而在发动机加、减速运转时,发动机转速有较大的波动,造成转速误差较大。     

一种弧齿锥齿轮安装误差变动范围的确定方法

提出一种接触印痕位置参数分析法,用于确定弧齿锥齿轮安装误差的可变动范围。根据设计要求的啮合性能,采用局部综合法,设计弧齿锥齿轮加工参数,得到弧齿锥齿轮副齿面。在齿面参考点处的压入深度为0.006 35 mm的条件下,计算小轮驱动力矩。在此力矩作用下,进行安装误差状态下的轮齿加载接触分析(Loaded tooth contact analysis,LTCA),获得描述承载齿面接触印痕的位置参数。以接触印痕边界点到齿面边界的距离为设计目标,分别以不同类型的单因素安装误差为设计变量,采用优化设计方法确定接触印痕在齿面有效边界内变动时,对应的安装误差的变动范围。以某航空发动机附件传动系统中的弧齿锥齿轮为对象,依据上述方法,确定出不同类型安装误差的可变动范围,验证上述方法的有效性。所提出的方法为合理确定弧齿锥齿轮副安装误差的变动范围提供一种参考。     

基于应变梯度理论的光栅铝膜本构关系表征及纳米压痕实验

基于应变梯度理论,提出了一种玻璃基底光栅铝膜本构关系的表征方法。建立了包含基底参数和铝膜参数的本构关系数学模型,并逐一表征了相关参数。进行了79g/mm中阶梯光栅铝膜的纳米压痕实验,验证了上述本构关系表征过程的正确性。提出了光栅薄膜材料和基底材料都具有尺度效应的假设,并应用纳米压痕实验对铝膜的尺度效应和基底效应进行了实验表征。对光栅铝膜压痕实验与含基底压深实验的结果进行了比较,结果显示,在有无基底条件下,压痕结果在应力方向上相差0.8倍,在应变方向上相差3倍。进行了光栅刻划实验,结果显示压痕实验对刻划实验具有重要的指导作用。研究过程及研究结果表明:理论分析和两种实验可有效地分析光栅刻划过程,有助于在实际光栅刻划过程中减小误差,对光栅刻划的工艺过程具有较好的理论指导意义。     

内燃机气缸孔位置度误差测量方法和模型研究

针对内燃机缸孔位置度误差的测量要求，研究了四缸孔位置度的测量方法，建立了其误差测评的数学模型，并在此基础上研制了用于四缸内燃机缸孔位置度测量的专用测量仪器，该测量仪器在工厂使用中，取得了满意的测量效果。     

An improved accuracy-measuring method in manufacturing the lead screw of grating ruling engine

A measuring method was studied to further improve the manufacturing accuracy of the lead screw. Firstly, factors that can axially displace the screw shaft were analyzed and a relationship between factors and axial displacement was given. The axial displacement of the screw shaft was measured using a laser interferometer, and results show that the variation amplitude of the screw-shaft axial displacement was about 80 nm while the variation period was consistent with the rotation period of the screw shaft. Next, two methods of measuring the manufacturing accuracy of the lead screw were considered: a traditional method that measures the absolute position of the nut and an improved method that measures the displacement between the nut and screw shaft. A No. 4 screw shaft was manufactured under the guidance of results obtained using the improved measuring method. Experimental measurements were then made; results show that the pitch displacement errors obtained using the traditional and improved measuring methods were 0.6 and 0.4 μm, respectively, indicating that the improved measuring method is more exact. Finally, an echelle grating ruled by a grating ruling engine that used the No. 4 screw shaft as a macro-positioning element was introduced. Its excellent parameters indirectly show that the improved measuring method has better accuracy.     

磁电式双转速传感器测量技术研究

通过分析瞬时转速测量误差，提出了一种精确测量发动机飞轮瞬时转速的方法——双传感器法，并进行了模拟试验，与传统转速测量方法作了对比。试验结果表明双传感器法可以消除齿圈加工及磨损造成的角度误差，并同时使圆周齿数相对增加一倍，提高了瞬时转速测量分辨率。     

圆刻机智能控制系统

应用计算机技术,对圆计量光栅刻划过程的自动控制进行研究,介绍了微机控制细分刻划的原理和该智能控制系统的结构。并且叙述了多种任意等分光栅盘的刻划方法。