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偏心偏斜对转台圆光栅莫尔信号的影响研究

电子测量与仪器学报 2022年第1期36卷 1-10页

作者：白冰朱维斌黄垚薛梓中国计量大学计量测试工程学院杭州310018 中国计量科学研究院长度与精密工程计量分部北京100029 中国计量科学研究院北京100029

转台测角系统偏心偏斜会改变莫尔信号特征,并进一步影响转台定位精度。针对偏心偏斜对转台圆光栅莫尔信号的影响开展研究。首先分析转台测角系统工作原理,阐述转台圆光栅莫尔信号特征分离方法原理;针对圆光栅莫尔信号特征误差源进行分析... 详细信息

转台测角系统偏心偏斜会改变莫尔信号特征,并进一步影响转台定位精度。针对偏心偏斜对转台圆光栅莫尔信号的影响开展研究。首先分析转台测角系统工作原理,阐述转台圆光栅莫尔信号特征分离方法原理;针对圆光栅莫尔信号特征误差源进行分析,分别建立偏心和偏斜对莫尔信号特征的影响模型,明确莫尔信号特征谐波阶次与偏心、偏斜关系;基于FPGA开发莫尔信号特征分离电路,并以自制电路板为实验平台,验证了莫尔信号特征分离方法可行性和分离电路功能有效性;搭建偏心、偏斜测试平台验证偏心偏斜对转台圆光栅莫尔信号影响模型的准确性,实验结果表明,偏心、偏斜分别与莫尔信号特征一次、二次谐波呈线性关系,非线性误差为3.88%和2.08%。

关键词：转台测角系统偏心偏斜圆光栅莫尔信号

基于双圆光栅的轴截面内轴系回转误差分析与测量方法研究

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工具技术 2023年第9期57卷 147-153页

作者：张黎明张亚东户璐卿王永军河南地矿职业学院郑州市451464 西安工业大学西安市710021 中国水利水电第十一工程局有限公司

基于双圆光栅测量轴系回转误差的方法,介绍了圆光栅测量轴系回转误差的原理和测量圆光栅安装偏心参数的原理。为验证该方法的正确性及可行性,设计并搭建了轴系回转误差测量对比实验系统。利用C++Builder编程并采用多轴固高控制器同时采... 详细信息

基于双圆光栅测量轴系回转误差的方法,介绍了圆光栅测量轴系回转误差的原理和测量圆光栅安装偏心参数的原理。为验证该方法的正确性及可行性,设计并搭建了轴系回转误差测量对比实验系统。利用C++Builder编程并采用多轴固高控制器同时采集多路传感器信号,以保证数据的同步性。对电感测头进行标定,使电感测头达到实验精度要求,并测量两个圆光栅的安装偏心参数,对其在测量方向引起的测量误差进行分离,实时采集电感测头和圆光栅测量的轴系回转误差并进行对比。实验结果表明,在不使用高精密转台及高精密轴系的情况下,轴系回转误差在±55μm范围内时,误差在5μm以内。该轴系回转误差测量方法安装调试简单,无需使用标准件,能够实现在线测量,可以应用到具有轴系回转类的设备中实时监测轴系状态。

关键词：圆光栅读数头轴系回转误差误差分离

基于圆光栅和加窗FFT的低频角振动测量方法

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宇航计测技术 2022年第6期42卷 41-46页

作者：金冉陈永久张军朱永晓厉巍贵州航天计量测试技术研究所贵阳550009

通过对角振动参数测量在惯性和动态扭矩校准领域的应用研究,提出了基于圆光栅和加窗FFT的角振动测量及数据分析方法。通过高速数据采集卡对圆光栅传感器输出的信号进行采集和存储,通过电平累加得到波形轮廓,再对合成波形抽样并进行加窗... 详细信息

通过对角振动参数测量在惯性和动态扭矩校准领域的应用研究,提出了基于圆光栅和加窗FFT的角振动测量及数据分析方法。通过高速数据采集卡对圆光栅传感器输出的信号进行采集和存储,通过电平累加得到波形轮廓,再对合成波形抽样并进行加窗FFT计算,最后得到角加速度参数。用标准角振动台对测量装置进行测试,并对测量结果进行不确定度评定。试验结果表明,该方法测得的角加速度值与标准值的相对误差小于2.5%,重复性小于0.3%,具有工程应用价值。

关键词：振动与波角振动角加速度圆光栅加窗FFT

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圆光栅闭环反馈回转关节高精度补偿方法研究

中国机械工程 2008年第23期19卷 2782-2786页

作者：杨新刚黄玉美刘鸿雁刘秀臣芮宏斌西安理工大学西安710048

从提高位置精度出发,采用了基于圆光栅全闭环反馈的回转关节控制方案。在分析传统运动精度补偿方法的基础上,结合激光干涉仪回转轴校准系统对位置精度的检测结果,建立了一种综合考虑大周期误差及小周期误差的三次封闭样条与三角函数相... 详细信息

从提高位置精度出发,采用了基于圆光栅全闭环反馈的回转关节控制方案。在分析传统运动精度补偿方法的基础上,结合激光干涉仪回转轴校准系统对位置精度的检测结果,建立了一种综合考虑大周期误差及小周期误差的三次封闭样条与三角函数相叠加的回转运动误差补偿模型,从而使定点误差测量结果能够应用到整个行程区间的准确补偿。在兼顾精度和效率的基础上提出了相应的无累积误差的补偿算法以提高误差补偿精度并进行了实验,使补偿后的残留误差标准差减小了47.4%,表明该方法可有效提高回转关节位置精度。

关键词：圆光栅补偿算法位置精度误差模型校准系统

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圆光栅配合自准直仪测量主轴径向运动误差

光学精密工程 2019年第9期27卷 2053-2061页

作者：娄志峰郝秀朋刘力王晓东大连理工大学机械工程学院

提出一种在线非接触式测量主轴径向回转误差的方法,为验证其准确性,搭建了主轴回转误差测量装置并进行了比对实验。该方法主要由圆光栅、读数头、环形平面镜以及激光自准直仪组成。首先,将圆光栅及环形平面镜安装在主轴上,并在双顶尖装... 详细信息

提出一种在线非接触式测量主轴径向回转误差的方法,为验证其准确性,搭建了主轴回转误差测量装置并进行了比对实验。该方法主要由圆光栅、读数头、环形平面镜以及激光自准直仪组成。首先,将圆光栅及环形平面镜安装在主轴上,并在双顶尖装置中将光栅安装偏心误差和平面镜与主轴不垂直误差进行标定。然后,将主轴安装在转台上,双读数头对径安装,自准直仪安装在平面镜下方。在主轴回转过程中,双读数头圆光栅可以测得主轴径向运动误差,自准直仪可以测得主轴径向运动误差方向上的偏摆角误差。最后,根据主轴上一点的径向运动误差及其在此方向上的偏摆角误差便可以计算出主轴轴向各个点的径向回转误差。设计了比对实验,结果表明在主轴径向回转误差为±12μm时,本方法与传统单向法比对残差在1μm以内。本文提出的主轴径向回转误差测量方法可以应用到精密主轴回转类装置中,实现在线检测主轴径向回转误差的目的。此外,该方法无需采用标准球,不受轴表面粗糙度、圆度等的影响。

关键词：圆光栅双读数头自准直仪径向运动误差误差分离

平行双关节坐标测量机圆光栅测角误差补偿技术

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南京理工大学学报 2009年第5期33卷 659-662页

作者：于连栋丁洋程文涛合肥工业大学仪器科学与光电工程学院安徽合肥230009

该文探讨了一种三自由度(DOF)平行双关节坐标测量机的测量原理和测量模型。分析了该测量机上的圆光栅测角误差对测量机测量精度的影响,给出了测角误差的补偿公式,利用该公式优化了测量机的测量模型。采用标准多面棱体和光电自准直仪对2... 详细信息

该文探讨了一种三自由度(DOF)平行双关节坐标测量机的测量原理和测量模型。分析了该测量机上的圆光栅测角误差对测量机测量精度的影响,给出了测角误差的补偿公式,利用该公式优化了测量机的测量模型。采用标准多面棱体和光电自准直仪对2个圆光栅的测角误差进行实验检定,并对测角误差修正前后的平行双关节坐标测量机测量精度进行了实验比对。结果表明,测量的极限偏差由0.033 mm降至0.015 mm,而标准差由0.0141 mm降为0.0061 mm,说明修正2个圆光栅的测角误差可大幅提高该测量机的测量精度。

关键词：平行双关节坐标测量机圆光栅误差补偿

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非对径安装双读数头圆光栅偏心测角误差修正

光学精密工程 2021年第5期29卷 1103-1114页

作者：王笑一王永军雷贤卿邓四二卢继敏河南科技大学河南省机械设计及传动系统重点实验室河南洛阳471003 贵阳新天光电科技有限公司贵州贵阳550018

圆光栅安装偏心引起的测角误差是影响圆光栅角度测量精度的关键因素,而对圆光栅安装偏心引起的测角误差进行修正是提高圆光栅测角精度的有效方法。本文分析了圆光栅安装偏心与测角误差之间的关系,建立了基于双读数头的圆光栅偏心测角误... 详细信息

圆光栅安装偏心引起的测角误差是影响圆光栅角度测量精度的关键因素,而对圆光栅安装偏心引起的测角误差进行修正是提高圆光栅测角精度的有效方法。本文分析了圆光栅安装偏心与测角误差之间的关系,建立了基于双读数头的圆光栅偏心测角误差理论模型,提出了一种基于非对径安装双读数头的圆光栅偏心测角误差修正方法。仿真及实测试验表明,在双读数头非对径安装时,新方法对读数头安装误差和圆光栅偏心误差造成的测角误差的修正效果明显优于双读数头均值法。试验中,当两读数头对径安装误差约为4°时,新方法修正后的测角误差为均值法修正后测角误差的二分之一以下,其中仿真试验中由均值法修正后测角误差为1.785″,新方法修正后的测角误差为0.720″。

关键词：圆光栅双读数头测角误差误差修正

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计量圆光栅动态精度的检测技术

仪器仪表学报 1996年第5期17卷 525-529页

作者：费斌徐文雄蒋庄德范裕健西安交通大学 Eindhoven技术大学

本文探讨了计量圆光栅的精度检测问题，提出了一种新的动态检测方法。它不同于目前普遍采用的标准多面棱体静态检测法，后者只能得到圆光栅静止于圆周内若干等分位置的静态误差，而前者采用频谱分析方法、借助计算机处理，实现对圆光栅... 详细信息

本文探讨了计量圆光栅的精度检测问题，提出了一种新的动态检测方法。它不同于目前普遍采用的标准多面棱体静态检测法，后者只能得到圆光栅静止于圆周内若干等分位置的静态误差，而前者采用频谱分析方法、借助计算机处理，实现对圆光栅动态地、连续测量，最终得到其误差函数Ｒ（θ）。本方法采用软件修正技术剔除安装偏心等系统误差，硬件系统使用了高精度的脉冲计数电路，使得检测系统的精度大为提高，并且排除了测量过程中，环境或人为因素对检测精度的影响。本文对这种光栅动态检测技术的原理及应用进行了研究。

关键词：圆光栅精度检测测角度仪器计量圆光栅

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轴系回转误差对圆光栅测量误差的影响研究

精密制造与自动化 2023年第2期 12-17页

作者：芦华上海机床厂有限公司上海200093

圆光栅的测角精度将直接影响数控转台的转角精度,目前对轴系回转误差引起圆光栅测量误差的研究较少。通过对单读数头相对于光栅码盘偏心、倾斜时角度测量误差的变化规律,研究双读数头安装夹角误差等因素对圆光栅测量误差影响规律;分析... 详细信息

圆光栅的测角精度将直接影响数控转台的转角精度,目前对轴系回转误差引起圆光栅测量误差的研究较少。通过对单读数头相对于光栅码盘偏心、倾斜时角度测量误差的变化规律,研究双读数头安装夹角误差等因素对圆光栅测量误差影响规律;分析推导轴系回转误差与圆光栅测量转角时的系统误差及随机误差的关系。结果表明:轴系回转误差中的同步误差映射为圆光栅测角的系统误差,非同步误差影响双读数头圆光栅测角的随机误差,同步与非同步误差均具有一次谐波特性,谐波幅值与两读数头安装夹角误差及轴系偏心误差值成正比,与测量半径成反比。研究结果为圆光栅安装位置的轴系误差控制提供理论指导。

关键词：轴系回转误差圆光栅双读数头测量误差