莫尔条纹光电信号正交性偏差的实时补偿

为了提高光电轴角编码器的精度,提出了一种实时补偿莫尔条纹光电信号正交性偏差的方法。利用希尔伯特变换原理,构造了同频光电信号正交性偏差的动态测量算法。根据莫尔条纹光电信号的数学模型,揭示了由正交性偏差引起的细分误差的空间分布特征并建立角度补偿模型。鉴于编码器的实际工作特点,采用同步处理方式,在补偿光电信号的同时动态更新了角度代码补偿查找表;通过细分查找表的切换,实现信号正交性偏差的实时补偿。采用该方法对存在约18°正交性偏差的23位光电编码器进行了补偿处理,结果显示:补偿后的编码器的细分误差峰值由4.79"降低到1.26"。该方法可实际应用于编码器系统,能够提高编码器的细分精度、环境适应性和可靠性。     

基于FPGA的光栅莫尔信号正弦性误差补偿电路研制

针对光栅莫尔信号正弦性误差对细分结果造成影响问题,对基于粒子群算法(PSO)的光栅莫尔信号正弦性误差补偿方法展开研究.在量化分析信号正弦性误差引入的细分误差的基础上,对基于P SO算法的正弦性误差补偿方法进行阐述.设计基于FP GA的补偿算法实现电路,对实现过程中的关键问题进行分析并提出解决方案.最终在FP GA电路板...     

莫尔条纹正交偏差的智能补偿方法

提出了一种新的编码器莫尔条纹正交偏差的补偿方法及实现方式。通过比较分析,采用相关函数分析法测量各精码周期莫尔条纹的正交偏差,并基于系统自身的粗码信息,构造一种智能采样算法,保证莫尔条纹采样均匀性;在工作中对所有精码周期的莫尔条纹实行数字式实时补偿,并可以通过模式间的切换自适应地更新正交偏差补偿参数,持续地保证补偿的精确性,降低编码器在各种恶劣环境下的误码率。实验结果表明,正交偏差10度以内时,补偿后的信号正交性提高了93%以上,保证了编码器测量精度。     

莫尔条纹信号相位误差补偿

为减小莫尔条纹信号不正交时的正切法细分误差,提出了一种可对任意相位滞后误差进行实时补偿的新算法.在分析了相位不正交对细分精度的影响后,通过对信号过零点的准确采样,计算出余弦信号相位滞后的角度值,进而确定了实际的相位计算公式.根据存在相位滞后信号的极性和幅值信息,对完整的短周期信号进行相位分段补偿,并分析了影响算法实现的各个因素.仿真实验表明,本算法可实现对相位滞后误差的实时补偿,有效降低信号相位不正交对细分精度的影响,使细分误差仅为未补偿误差的10%,极大地提高了莫尔条纹信号细分精度和位移检测精度.     

光栅传感器正交信号自动实时补偿技术研究

为提高光栅尺的测量精度和分辨率,对光栅位移传感器输出信号的自动实时处理方法进行研究。分析了光栅尺输出信号中存在的误差因素,根据Heydemann误差补偿模型修正信号中的非正交误差、直流误差和不等幅误差,利用CORDIC算法对修正后的信号进行细分。处理过程在LabVIEW环境下进行,利用FPGA模块实现信号实时处理,并与XL-80干涉仪比对验证该处理可有效补偿信号中的各类误差,且测量相对误差不超过±2μm。     

莫尔条纹细分中相位误差的软件补偿方法

在实施莫尔条纹细分中,两路信号的相位误差将影响计量光栅的测量位移时的精度。本文从软件的角度详细论述了相位误差的补偿方法,并且通过理论分析与计算,说明利用该方法的补偿效果,进而证明该方法在实际应用中的可行性。     

莫尔信号传感器光栅倾斜角度对精密定位准确度的影响

介绍利用激光干涉莫尔信号的精密定位方法,给出激光莫尔信号传感器光栅设定角度误差时的莫尔信号位移特性,以此说明了光栅设定的角度倾斜如何影响精密定位装置的定位准确度。     

光栅信号软件细分技术及其误差分析

对光栅头输出的两路信号sinΦ和cosΦ进行A/D转换后,通过其转换结果的极性及比较两者绝对值的大小实现莫尔条纹八细分。通过两者比值形成的正切或余切值计算细分数,从而实现再细分。并对该技术引入的误差和光栅信号的辨向进行了研究。     

圆光栅测角误差实时补偿方法研究

误差补偿是提高圆光栅测角精度的常用手段。一些机床和精密仪器由于没有位置测量元件误差补偿功能,无法进行圆光栅的误差在线补偿。针对这一问题,提出了一种中继式的圆光栅测角误差实时补偿方法。首先,分析了圆光栅测角误差的补偿原理,建立了谐波拟合函数和圆光栅测角误差补偿模型;然后,进行了误差补偿模块的硬件选型,设计了以差分芯片为核心的信号转换电路,包括差分信号转单端信号电路和单端信号转差分信号电路,开发了误差补偿模块的嵌入式软件,将所设计的误差补偿模块插入到圆光栅的信号输出通道,建立了基于中继式误差补偿模块的试验系统;最后,采用雷尼绍校准装置采集了圆光栅的原始误差数据,使用谐波函数对测角误差数据进行了拟合,应用误差补偿模型,利用误差补偿硬件模块,对圆光栅测角误差进行了在线补偿试验。研究结果表明：对测角误差最大值为134.59″的圆光栅进行补偿后,其误差最大值可减小到12.62″,可见采用误差实时补偿方法可以显著提高圆光栅测角精度。     

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。     

数控机床几何误差与热误差综合建模及其实时补偿

为提高数控机床的精度,提出一种数控机床的几何与热的复合误差综合建模方法。通过分析机床在不同温度状态下的误差数据,得到机床误差分布规律;根据几何误差和热误差的不同特性进行误差分离,采用多项式拟合与线性拟合方法建立机床几何误差与热误差的综合数学模型;利用数控(Computer numerical control,CNC)系统的外部机床坐标系偏置功能,应用自行研发的综合误差实时补偿系统进行误差在线实时补偿。该误差补偿方法综合考虑机床几何误差及其在机床不同温度下的变化,全面分析整个温升过程直至热稳态的误差及其变化规律。经检测认证表明,应用该误差补偿方法及其实时补偿系统可使机床在常温下的定位误差由44.1μm降低到3.6μm,补偿91.8%;温升之后的定位误差由26.0μm降低到5.1μm,补偿80.4%,大幅度提高机床的精度。     

光栅莫尔条纹细分技术的研究

光栅是一种精密测量装置 ,测量原理是以光栅移动形成的莫尔条纹为基础。介绍输出正弦信号和方波信号的光栅在位移测量中脉冲细分的常用方法 ,分析其中两种方法的电路与波形并对其进行实验 ,验证细分原理的正确性     

单变量递推法莫尔条纹信号误差分离算法

提出一种莫尔条纹信号误差分离算法。该算法假定相邻几个莫尔条纹信号周期内的信号幅值和误差项为恒定值,构建一组单变量误差分离算式,其中每一个分离算式仅包含有一个莫尔条纹信号误差项,之后将每一个分离算式求解出的独立误差分离值组合在一起,统一对莫尔条纹信号进行递推修正,当递推修正的误差分离值偏差小于设定值时,递推修正结束,而递推过程中的所有中间误差分离值之积或之和就是莫尔条纹信号误差的完全分离值。实验表明,上述分离算法简单,分离精度高,可以同时分离出≥10%不等幅误差值、≥10%直流误差值以及≥35°正交误差值等。     

一种龙门铣床误差实时补偿方法

龙门铣床广泛应用于航空航天领域大型零件的精密加工,其几何与热误差均对加工精度有显著影响。本文基于西门子840D数控系统内置的补偿接口,以及作者提出的大型机床的关键误差分析、辨识及建模方法,在建立好的主轴热误差及主进给轴的几何与热综合误差数学模型的基础上,提出了一种大型龙门铣床主轴及进给轴多项主要变形的补偿方法,开发了相应的补偿系统,并实现了主轴热误差和主进给轴(x轴)综合误差的实时控制补偿,验证了该方法的有效性。     

数控机床热误差实时补偿研究

数控机床热误差实时补偿的功能要求温度与热误差的数据采集、温度测点的优化、数学模型参数的估计、热误差数学模型的预测、补偿脉冲量的转换以及误差补偿的操作。根据RDTSC的工作机理,验证RTX运行环境的实时性,windows非实时环境承载灰色关联分析温度测点的筛选优化、RBF神经网络热误差的预估,RTX实时环境承载反馈脉冲的仿制、热误差的实时补偿,数据交换采用共享内存中的等效脉冲数量,从而达到热误差实时补偿的目的,进而提高数控机床的加工精度。     

平面正交光栅在数控机床误差测量中的应用

介绍了平面正交光栅测量系统的构成、测量原理和测量轨迹的设计 ,提出了利用平面正交光栅进行数控机床运动误差测量、误差参数辨识和误差轨迹测绘的方法     

一种面向光栅信号计量的改进迟滞区间补偿算法

为了补偿由于迟滞比较器引入所带来的位移计量误差,针对通常的迟滞区间补偿算法无法补偿光栅计量信号落在实际迟滞区间门限电压与计算迟滞区间门限V_+、V_-之间所导致的计数误差,提出采用设置变量来标识信号起始点和终止点象限,判断两者象限差与总计数值N模除4所得值是否相等,来决定是否进行增减补偿的迟滞区间补偿算法,并对两种实际出现的特殊情况进行了计数值修正处理。实验证明,该迟滞区间补偿算法可以有效克服计算迟滞门限电压因电子元器件的偏差、电源的纹波干扰以及环境中的电磁干扰而与实际迟滞门限电压不相等所带来的计数误差,使得整个计量系统达到较高的精度。     

提高光栅莫尔条纹信号质量的滤波方法

针对莫尔条纹信号的质量问题提出一种相位差滤波法.将指示光栅上四场裂相方式中每场细分为多个不同相位的行组合,利用行组合间的不同相位排列关系来消弱高次谐波的分量,从而提高莫尔条纹信号的质量.首先,介绍了莫尔条纹的傅里叶级数表达式,对莫尔条纹的各次谐波特性进行了分析.然后,以指示光栅的图案设计为例,阐明该滤波方法消除二次、三...     

钢圈反射式光栅信号的补偿

为了提高钢圈反射式光栅的测量精度,设计了光栅信号补偿系统,分别对光栅信号的幅值、直流电平和相位进行了补偿,补偿后两路光栅信号的正交性得到了改善.首先,根据钢圈反射式光栅提取信号的方式建立光栅信号电子学处理系统.然后,分别从幅值、直流电平和相位等3方面提出系统的补偿算法.以8 192 lp/mm的钢圈反射式光栅为平台,以...     

基于实时误差补偿的机器人系统研究

介绍了基于偏摆误差实时补偿的高速高精度机器人系统的组成及工作原理,讨论了机器人的偏摆误差检测原理,设计了电容式偏摆误差检测传感器和基于双层平行板弹性铰链结构、PZT直接驱动的微驱动补偿工作台。实验结果表明,采用微动工作台实时补偿宏动工作台直线运动的偏摆误差,可使机器人的运动性能得到较大提高。