具有零脉冲的光栅

在随动跟踪和自动控制系统中,越来越多地采用光栅作为检测元件。但是,由于普通的光栅装置把机械量(如角位移、线位移等)转换为电的模拟量时,是以增量座标形式进行的,一旦停电、停机、中断运行,必然导致前面的结果废弃,无法继续进行工作。因此,就有必要设计一种特殊记忆装置,以便满足停电记忆、工作过程中寻找基准点、增量座标与绝对座标兼容、修正误差等的需要。也就是使光栅在工作过程中能提供一个绝对零点,     

长光栅镀膜机

长光栅镀膜机是目前国内唯一一台专用长光栅镀膜机。近年来,随着数控、数显技术的发展,长光栅得到了日益广泛的应用。国内外高精度长度计量仪器和自动化加工装备,其基准检测元件大多采用长光栅。长光栅的制造水平(包括精度、均匀性、直流电平漂移,线条质量等)在很大程度上决定了这些设备的质量和先进性。在制造长光栅的复杂工艺过程度中,镀膜机及镀膜工艺是其主要关键之一。过去国内镀制长光栅尺都是在普通真空镀     

长光栅镀膜机

长光栅镀膜机是国内首创,也是目前国内唯一一台专用长光栅镀膜机。近年来,随着数控、数显技术的发展,长光栅得到了日益广泛的应用。国内外高精度长度计量仪器和自动化加工装备,其基准检测元件大多采用长光栅。长光栅的制造水平(包括精度、均匀性、直流电平漂移、     

具有光学滤波器的光栅

随着科学技术的飞速发展,现代工业对一些零件的加工精度要求越来越高,因而对使用的数控设备和测量仪器等的精度和分辨率也提出了相应的要求,有的已达0.1微米,甚至更高。在这些设备中广泛地采用计量光栅作为检测元件。为了获得高的分辨率,增加光栅刻线的密度是一种方法,但是受到制造工艺和使用条件等的限制,所以计量光栅刻线只     

关于计量光栅中的一个基本问题——如何消除周期误差的探讨

计量光栅作为测角、测长元件,已经得到越来越广泛地应用。随着技术的发展,提高元件和系统的精度变得日益迫切。如何提高精度,主要有两方面:一是消除周期误差;二是减少函数误差。关于消除周期误差的理论,近些年来,国内外资料一般都把光栅莫尔条纹电压信号平均当作消除周期误差的法则。作者根据实践中的启示认真地进行理论分析,认为此法则在理论上是不正确的。本文试图说明这个问题,并阐述另一个见解——“莫尔条纹电压信号周相平均法则”,才是消除光栅周期误差的正确理论。     

SKT-3数控镗床研制成功

二四二厂自行设计制造的SKT-3数控六轴精密镗床(外观见照片),经一年多时间生产使用后,由三机部三○一所组织的鉴定组对镗床进行了技术鉴定。该镗床的结构和控制系统具有下列特点: 1.控制系统采用了增量全闭环系统,其检测反馈元件为每毫米50条线的光栅,用20倍频线路细分,     

基于数据拟合提高非球曲面面形精度的方法

介绍了采用LVDT在线测量非球曲面的原理,并给出最小二乘数据拟合处理方法;通过试验加工球面和非球面元件,利用LVDT测量头进行在位检测,评估面形精度,经数据拟合插补和误差控制,并采用激光干涉仪测量验证后表明,该算法可以应用于高精度非球面测量及加工误差补偿程序,以提高非球曲面加工精度.     

软X射线投影光刻的关键技术

1．多层膜反射镜是投影光刻得以实现的前提．必须解决多层膜的高反射率、带宽匹配、应力，曲面基板上膜厚随入射角变化而变化等关键问题．目前，Mo／Be和Mo／Si多层膜在11～14mm波段得到了接近70％的反射率。2．光学元件超精密加工与检测是投影光刻得以实现的另一大基础。软X射线投影光刻所用的光学元件不仅要有较高的面形精度，而且要有较低的表面粗糙度。美国Tinsley公司现在能加工面形误差精度达0．6nm的元件，这是目前世界上最高的光学加工水平。为检测所加工元件的面形误差，该公司采用了精密干涉测量法、STM和AFM技术等当今最先…     

机器人自动制孔中绝对定位误差的分析与补偿

由于机器人绝对定位精度相对较低,无法直接满足自动制孔的孔位精度要求。为了提高机器人自动制孔的孔位精度,对机器人绝对定位误差进行了研究。首先,阐述了绝对定位误差的来源和产生过程,并通过理论分析和相关试验,证明了绝对定位误差会对机器人基坐标系的平移分量和姿态变换分量产生不同程度的影响。然后,为了补偿由于基坐标系标定不准确所引起的坐标转换误差,从飞机曲面构造原理角度,提出了一种基于误差Coons曲面函数的补偿方法。制孔试验表明,采用基于误差Coons曲面函数的补偿方法,可以使得坐标转换误差得到有效的补偿。机器人自动制孔的孔位平均位置误差为0.205mm,最大位置误差为0.343mm,满足孔位精度在0.5mm以内的要求,实现了机器人自动化精确制孔。     

光电缆的分布式温度传感网络

提出增加一根光纤光栅与光电缆绕制在一起，用于监测电缆中的实时温度。采朋有限元分析方法，建立了光电缆温度场模型。使用可调谐脉冲激光作为系统光源，在一条光纤上刻制多个相同中心波长的布拉格光栅，即采用全同光栅作为系统的温度传感器，当光电缆线路中温度发生异常时，反射回来的光栅中心波长发生偏移，通过检测反射光中心波长发生的偏移量可以确定光栅温度变化的大小。不同位置的光栅返回光信号所需的时间不同，通过检测和计算光返回的不同时间，可以计算出发生温度变化的光栅位置。实验结果表明，光栅的温度敏感性可以达到11．4pm／℃，光栅的测量温度与实际温度的误差在3％范围内。     

圆光栅检测仪的研制

介绍了一种高精度、精密、自动化、动态测量的光栅检测仪,测量光栅盘的扩展不确定度为０．０８”。该仪器采用了高回转精度的空气静压轴承及多头均化技术,减小了参考盘刻划误差的影响,同时,采用了计算机系统控制测量过程,进行数据处理,实现了自动化测量,检测结果和误差曲线由打印机打印输出。     

KX系列机床在航空超硬材料加工中的应用

随着航空工业零部件加工中经验的积累,法国优龙公司已采用现代高速电主轴结构,主轴额定功率达到86kW,额定加工扭矩达到235N·m,对钛合金和不锈钢等超硬材料的零件加工可以采用从毛坯开始的粗加工、半精加工和精密加工的工艺,给最终用户可能选择的工艺方法留出很大空间,能够减少装卡次数,避免因零件多次装夹产生定位误差,从而造成零件加工位置精度误差.     

提高回转定位对合镗孔同轴度精度研究

以大径深比精度制(镗)孔为研究对象,探索利用数控卧加设备回转柔性加工该类典型特征加工的方案;通过研究卧式加工中心回转误差产生的机理,分析回转精度误差对加工该类典型特征加工的影响,并摸索以RENISHAW探头为测量载体,基于SIEMENS840D系统功能程序的开发,动态补偿回转精度误差,以充分利用卧加类数控设备的柔性加工特长,完善大径深比精度制镗孔典型特征加工,提升产品质量与加工效率。     

感应同步器位置测量系统的误差

感应同步器位置测量系统作为线位置和角位置的测量系统,由于设计、制造工艺、元件水平及线路的调试总会带来一定的误差。这个误差直接影响转台或其它整机的测量精度。在感应同步器位置测量系统中,我们用零位误差、细分误差和动态误差表示之。     

考虑关节回差的工业机器人精度补偿方法

工业机器人由于绝对定位精度低的缺点一直难以应用于航空航天高精制造领域。影响机器人定位误差的因素较多,对精确建立其误差模型提出了严峻的挑战。现有的建模方法通常将机器人定位误差与其位姿关联,忽略了同一位姿下关节回差对其定位误差的影响。为提高工业机器人绝对定位精度,提出了一种考虑关节回差的工业机器人误差相似度精度补偿方法。基于改进的Denavit-Hartenberg模型建立了包含机器人几何误差、坐标系误差和传动误差的综合辨识模型,利用最小二乘法辨识了关节回差。根据辨识得到的关节回差等参数构建了误差相似度模型,使用3种型号的机器人验证了该方法对提高机器人绝对定位精度的可行性和通用性,最终通过KUKA KR500-3机器人进行了制孔试验验证。试验结果表明,该方法相较于传统方法将机器人定位误差降低了约0.1 mm,精度提高了30%以上,制孔孔位精度从0.701 mm提升至0.134 mm,为有效提高工业机器人的绝对定位精度提供了一种技术手段。     

基于LODTM的大口径太赫兹波束控元件确定性超精密加工

为解决大口径太赫兹波探测系统束控元件加工精度差、效率低的难题,本文提出了一种利用LODTM数控光学加工机床进行SPDT(单点金刚石车削)制备太赫兹波束控元件的方法。该方法属于确定性加工范畴,通过使用单晶金刚石刀具进行超精密切削加工,可直接得到适用于太赫兹波段的高面形精度的反射及透射类元件。针对铝基金属材料进行了加工工艺实验,得到了口径Φ300mm的太赫兹雷达主反射镜;并利用精密坐标测量技术对主反射镜的面形精度进行检测,其检测结果优于设计指标。实验表明,基于LODTM确定性超精密加工得到的太赫兹波束控元件具有面形精度高、表面光洁度好等优点,可实现太赫兹波探测系统的高精度和低成本目标。     

一种基于光栅传感器反馈的混联机器人动态精度控制策略

为了有效抑制因减速器和丝杠–螺母副等传动误差及弹性变形等因素引起的跟随误差,提高混联机器人的末端动态精度,利用安装在摆角头减速器输出侧和并联机构从动关节上的高精度光栅传感器,研究混联机器人的动态精度控制策略。在PID+前馈体系架构下,采用Lyapunov稳定性理论,设计出基于光栅传感器和伺服电机编码器位置反馈的控制律,据此构建出混联机器人的动态精度补偿器。以天津大学自主研发的TriMule-200混联机器人为研究对象,开展了试验验证。结果表明,相比于半闭环位置控制,所设计的动态精度补偿器能够大幅提高混联机器人的末端动态精度,动态误差的最大降幅达到82.88%,由此验证了所提出基于光栅传感器反馈的动态精度控制策略的有效性。     

航空齿轮磨削加工安装偏心误差补偿研究

磨齿加工时齿坯几何中心与回转工作台轴心存在安装偏心误差,降低了磨齿加工精度。以数控成型砂轮磨齿机工作原理为基础,建立偏心误差磨削加工几何模型;提出安装偏心误差补偿法,建立偏心误差补偿数学模型,通过数学模型求出磨削砂轮在X、Y两个方向的进给补偿增量;以YK73125数控成型砂轮磨齿机为例,进行安装偏心误差补偿实验,齿轮的左右齿面单个齿距极限偏差绝对值分别减小了0.9μm和1.6μm,齿距累积总偏差绝对值分别减小了49.6μm和43.3μm。结果表明:安装偏心误差与单个齿距偏差和齿距累积总偏差成正比;采用安装偏心误差补偿进行磨齿加工,有效地减小了单个齿距偏差和齿距累积总偏差,齿轮的精度有所提高。     

数控机床几何误差测量研究现状及趋势

数控机床作为现代制造加工业的"工业母机",是衡量国家制造业的重要标志。随着技术的发展,对机床加工精度的要求越来越高。因此,我国数控机床精度和精度保持性面临着严峻的挑战,如何快速准确测量数控机床的各种误差成为该领域的一个研究热点和重点。首先从测量仪器角度以及测量策略研究角度回顾了数控机床激光干涉测量、激光跟踪测量、空间体积误差测量、球杆仪测量、平面光栅测试、R-Test、标准件测试等主要几何误差综合测量方法,并对热误差、力误差等相关研究做了简要回顾。在此基础上,分析了当前数控机床误差测量面临的主要挑战以及下一步的发展趋势,为国产数控机床误差测量方法与技术发展提供了建议。     

飞机结构件数控加工精度控制关键技术

在飞机结构件加工中,大量应用五轴联动数控装备。企业装备的数控机床随着服役年限的日渐增长,普遍存在精度衰减问题,新一代飞机结构件进一步向着整体化、大型化、复杂化、薄壁化、轻量化方向发展,加工过程极易出现尺寸超差,以及因加工工艺不稳定而造成的表面质量缺陷等制造精度问题。加工精度还受到切削载荷、切削稳定性、刀具误差、工件变形、夹具变形等复杂因素的影响,飞机结构件切削工艺的一致性和稳定性差,极易因刀具磨损、破损、切削颤振而引起加工精度问题。国内外学者在数控加工精度控制方面开展了大量基础研究并取得丰硕成果。本文从数控机床误差建模方法、误差补偿方法、加工精度预测与控制、表面粗糙度预测与控制4个方面分别阐述,并结合飞机结构件的特点提出其数控加工精度控制关键技术需求。