两非正交传感器测量主轴回转精度的误差分离技术研究

提出非正交安置两传感器在线测量主轴回转精度的误差分离技术理论,可同时获得主轴回转误差和工件圆度误差的测量结果。本方法虽然存在原理误差,但具体实施时却有传感器安装调整容易、测试系统简单、成本低廉和便于测量等诸多优点。较现行三传感器法更具有实用性。同时讨论了实际测量保证误差分离精度注意的几个问题。     

两非正交传感器测量主轴回转精度的误差分离技术研究

提出非正交位置两传感器在线测量主轴回转精度的误差分离技术理论,可同时获得主轴回转误差和工件圆度误差的测量结果。本方法虽然存在原理误差,但具体实施时却有传感器调整容易、测试系统简单、成本低廉和便于测量等诸多优点。较现行三传感器更具有实用性、同时讨论了实际测量保证误差分离精度注意的几个问题。     

车床主轴回转精度数字式单向测量法北大核心

车床主轴回转精度的测量是一项重要的测试课题。针对传统的测量方法需要使用基圆发生器,数据处理困难,测试结果难以在各车床间进行比较等问题,提出了利用数字式单向测量法对车床主轴回转误差进行动态测量。从分析回转误差的测试原理和误差性质出发,建立起回转误差的数学模型,利用信号分析的手段分离出基准球安装偏心误差,并通过计算机仿真对该数学模型及分离方法进行验证和分析。实验结果表明,采用本文的方法对C616主轴回转精度进行测量,其测量结果与DJ-HZ-1型机床回转精度测量分析仪的测量结果基本吻合。     

液体静压电主轴回转精度测量与结果分析

为解决高精密液体静压电主轴回转误差难以精密测量与分离的问题,提出了一种主轴回转精度测量与分析的新方法。以液体静压电主轴为测量对象,设计一套以电容微位移传感器为基础,以VC++和Matlab为软件平台的主轴回转误差测量系统,采用自为基准原理,以机床精车后的工件代替传统的检验棒进行直接测量,利用频域三点误差分离法,对主轴回转误差和圆度误差进行测量与分析。实验表明该系统能对高精密主轴回转误差进行测量,在转速(0⁶00)r/min范围内,该主轴的回转误差为0.28μm。     

数控车床主轴热变形检测及回转精度评定

针对主轴回转热误差包含的多种误差分量,采用双向正交法测量了不同转速温度场下数控车床主轴热变形所引起的回转误差。以复向量描述主轴回转精度理论为基础,利用FFT误差分离方法,从传感器测得的信号中分离并去除检棒的安装偏心及热变形导致的回转中心的偏移量,从而得到精确的主轴回转热误差信息,进而评定数控机床主轴热变形对加工精度的影响。     

基于三点法的主轴回转精度实验分析

应用三点法的测量系统,对气浮主轴的回转精度进行测量。该测量系统主要由纳米级圆度的标准球、多通道双灵敏度电容位移传感器组成。通过搭建实验平台,建立误差分离模型,对三点法测量气浮主轴回转精度进行分析,利用误差分离算法对实验得到的数据进行处理,然后利用MATLAB对测得的原始数据进行仿真,得到气浮主轴在不同转速下的回转精度。分析出不同因素对回转误差影响的趋势并进行归纳,为气浮主轴回转精度的控制和在线监测提供了理论依据。     

基于三点法的主轴回转误差二次分离技术

为了提高主轴回转误差的检测精度。在原有的三点法检测对主轴回转误差和圆度误差分离的基础上,引入了振动的位移误差量,提出对主轴的回转误差量进行二次误差分离的思想,建立了基于三点法的主轴回转误差二次误差分离的数学模型。通过采用加速度传感器拾取振动的加速度信号。由此推导出振动位移误差信号。并将此误差信号从回转误差中去除。     

一种圆柱度测量基准的误差分离方法

通过对主轴回转误差运动的分析，结合三点法圆度误差分离技术，提出了一种完全分离圆柱度测量基准误差的分离方法，即利用主轴回转轴线平均线、测量传感器及直行导轨之间的空间位置关系，建立相应的坐标系，在分离出被测截面圆度误差、最小二乘圆心初始坐标的基础上，完整地分离出影响圆柱度精密测量的径向回转运动误差和导轨的直行运动误差。该技术不仅可以消除测量基准误差对圆柱度测量精度的影响，还可以实现主轴回转误差、导轨直线度以及导轨对主轴平行度误差的精密测量，对高精度误差补偿加工和机床的精度检验也具有重要意义。     

改进差分进化算法在大型工件平面度评定中的应用

生产线上检测大型复杂工件平面度误差时,存在检测面积较大、数据量较多的问题,为了提高检测效率及精度,采用优化算法提高其平面度误差评定速度。提出将差分进化(DE)算法应用在其平面度误差的评定中,并提出将粒子群(PSO)算法的优化方法融入差分进化算法的框架,改进变异操作以提高标准DE算法的收敛速度。介绍了大型工件平面度误差评定采用最小区域法的数学模型,阐述了改进的DE算法的原理和实现步骤,最后以叉车外壁板为例,通过对外壁板平面度误差的评定以验证算法的收敛速度与精度。结果表明,改进的DE算法在大型工件平面度误差评定中收敛结果稳定,误差接近于0;精度较遗传算法提高36.83%;收敛速度较遗传算法提高58.33%,较标准的DE算法提高28.57%。可以很好地应用在大型工件平面度误差检测中,提高检测效率。     

主轴回转精度测试方法研究

回转精度是衡量超精密主轴的关键技术指标。传统的回转精度测试方法存在不足,如单点法和2点法不能实现误差分离;多步法需要进行多次精确转位,不利于在线测量;传统3点法可实现误差分离,但存在原理误差,不能分离主轴回转误差中的一次成分等。文中提出了一种工程测试3点法,该方法采用3个传感器在被测件上严格定点采样;利用3点法圆度误差分离技术分离出被测件圆度误差,利用2点法偏心误差分离技术分离出测试系统偏心误差;从实时采样数据中剔除被测件圆度误差及偏心误差,实现主轴回转误差在线测量及状态监测。揭示了单周采样点数、传感器安装角、偏心误差、传感器误差及角位置误差等因素对3点法测试精度的影响规律,对工程测试3点法的参数选择及形状失真进行了综合分析和优化。试验结果表明:文中所提方法有效。     

浮点数编码改进遗传算法在平面度误差评定中的研究

随着智能制造系统的迅猛发展,应用元启发模式计算方法快速、准确地求解平面度误差值凸显出重大现实意义。为进一步提高平面度误差计算精度,研究了一种基于浮点数编码的改进遗传算法,在原有遗传算法的交叉变异基础之上,引入模拟退火思想,建立最小包容区域法的数学模型,通过计算机仿真获得了最佳适应度收敛曲线和平均适应度收敛曲线,优化结果表明相比传统遗传算法,平面度误差计算精度提高了33.67%。本算法采用浮点数编码、三段式交叉、转轮式选择和最优保存策略,借助模拟退火算法的局部搜索优势,提升了算法的整体性能,且更便于计算机编程,可进一步推广应用到智能测量仪器的其他高精度形位尺寸计算问题领域。     

车床主轴回转精度测量系统的研制

车床作为制造业的基础设备,零件加工精度受到诸多因素制约,其中主轴回转误差是主要的影响因素之一.该车床主轴回转精度计算机测量系统由光电编码器、电涡流传感器、微机、变送器、数据采集卡及辅助工具构成.在测量车床主轴回转精度的同时,可获得与主轴角位置对应的径向跳动、端面跳动和角度摆动误差,使用数理统计法误差分离技术编制LabV...     

葡萄糖传感器的实时自调整校准算法研究

针对皮下植入式葡萄糖传感器在实际动态监测过程中易受生理环境影响限制测量精度的问题,提出了一种基于单点校准技术优化的实时自调整校准算法实现传感器的信号漂移补偿和灵敏度衰减校正。该方法能够对单点校准过程中的关键参数(灵敏度和电流信号)进行调整从而建立最优模型。用最小二乘方法拟合出模型的初始参数,根据建立的最优模型对在体监测3 d的电流数据进行校准,结果表明,经该方法校准的血糖浓度相对误差在0.01%~6.67%范围内,优于传统单点校准模型的6.36%~16.92%,具有更高的校准精度和实用价值,有效提高了动态血糖监测的准确性。     

主轴回转运动精度的计算机视觉测量系统

基于计算机视觉测量技术,建立了机床主轴回转运动精度测量系统。系统主要由CCD 摄像机、计算机和相应的图像处理软件组成。利用图像传感器记录靶标特征点运动轨迹,经过图像处理软件的数据处理,可直接测得主轴的回转运动。由于靶标特征点的提取直接影响系统的测量精度,因此提出了以圆形标记作为靶标图案,采用面积矩方法提取圆心来提高系统测量精度。在MATLAB 环境下编程实现图像处理和数据计算,采用最小区域圆法计算主轴回转误差。最后采用该系统对车床主轴进行了测量,试验证明,系统可以实现主轴回转运动精度的精确、快速测量,且精度达到微米级。     

油液监测黏度传感器标定方法优化研究

针对黏度传感器存在的测试准确性不足的问题,基于黏度测量原理提出数据处理算法模型对黏度传感器进行标定,设计并搭建实验测试平台,在较大温度范围内进行流体的黏度测量,并对提出的标定算法进行了验证。结果表明：采用改进的标定算法模型对黏度传感器进行标定,提升了传感器的测量精度和稳定性,能够将黏度测量平均绝对误差控制在5%以内。设计的黏度传感器对油液黏度变化具有较好的响应和较高的灵敏度,较好地满足了流体黏度的工程在线实时测量需求。     

A sub-nanometre spindle error motion separation technique

This work designs and validates a spindle error motion separation technique having a sub-nanometre measurement uncertainty. This technique overcomes typical measurement error sources arising from sensor, indexing or the repositioning of the artifact. We compare and assess various known reversal and multiprobe techniques by means of a novel error analysis method. From this, we develop an improved implementation of the multiprobe technique, which by-passes accurate indexing of the artifact and sensor(s) during testing, as well as unequal sensor sensitivities, in case multiple sensors are used. This is achieved by measuring the error motion consecutively under three different orientations by rotating the stator of the spindle utilising a high-precision indexing table. These modifications result in a measurement uncertainty that is four times smaller than the conventional multiprobe technique. Furthermore, the suppression of the low-order harmonics is reduced by an optimisation of measurement angles. Finally, several experimental tests are performed to quantify the measurement uncertainty and the influence of the measurement angles on the error separation. Repeatability tests on the radial error motion of an aerostatic rotary table show a measurement uncertainty of 0.455 nm.     

基于测距修正及改进鲸鱼优化的DV-HOP定位算法

针对无线传感器网络中传统DV-HOP(distance vector?hop)定位算法定位误差大的问题,提出基于测距修正及改进鲸鱼优化的DV-HOP(whale optimization algorithm distance vector?hop,WOADV-HOP)定位算法,该算法首先通过添加修正因子和引入权重来修正...     

An improved three-point method based on a difference algorithm

The reason for the rounding error in a measurement system under the condition of a limited sampling period is analysed, and a three-point method based on the difference algorithm (D3P method) is proposed. The effect of the rounding error is reduced by differential approximation of the roundness error and reconstruction of the transfer function. The generalized three-point method (G3P method), the three-point method based on the first-order difference algorithm (I-D3P method) and the three-point method based on the second-order difference algorithm (II-D3P method) are compared and analysed by simulation. The results show that the accuracy of the D3P method is greatly improved compared with that of the G3P method under the restricted sampling period and that the D3P method retains high precision in the case of failed error separation of the G3P method. An experimental system was constructed to realize error separation, and the experimental results show that the D3P method has higher accuracy than the G3P method over a small sampling period.     

基于非线性GA算法的动态P模型的参数辨识与验证

针对现有的GMM-FBG电流传感器的磁滞非线性问题,提出了一种改进的动态Preisach磁滞模型。采用非线性遗传算法对改进动态Preisach磁滞数学模型进行参数辨识,提高了动态磁滞曲线的预测精度。运用改进动态Preisach模型对GMMFBG电流传感器进行建模及实验验证,实验及仿真结果表明该模型具有较好的预测性,预测误差在3.0%以内。经过磁滞补偿使得传感系统电流的测量灵敏度达到0.050 nm/A。