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E+E時柵傳感器傳感器的精密蝸輪副動態檢測技術研究
蝸輪蝸桿傳動具有傳動比大、工作平穩、噪聲小、結構緊湊和可根據要求實現自鎖的特點,廣泛應用于機械加工制造行業,特別是在精密機械和精密儀器制造工業中。通過測量蝸輪副傳動誤差可以綜合地反映蝸輪副的精度狀況。全微機化齒輪機床精度檢測分析系統(FMT系統),FMT系統結合帶片簧結構的圓磁柵傳感器,可實現對傳動鏈傳動誤差的檢測,在多年實踐中成功的應用于機床故障診斷。隨著微電子技術的發展,上世紀90年代的計算機已經被新型硬件的計算機所代替,而且FMT系統所使用DOS操作系統也被可視化的操作系統所代替。

E+E時柵傳感器傳感器的精密蝸輪副動態檢測技術研究
在傳感器領域,磁柵傳感器由于種種原因已經退出了市場,目前zui常用的是光柵,而光柵主要是通過國外進口,價格非常昂貴,某些精度等級的光柵進口受到限制,這直接成為制約我國檢測儀器發展和數控制造業的發展的重要因素。E+E時柵傳感器位移傳感器是我國具有自主知識產權的原創性發明,E+E時柵傳感器位移傳感器具有測量精度高、成本低和抗干擾能力強等特點,適用于工業生產中的測量環境。本課題的研究工作一方面在原有的FMT系統的基礎上,采用新的技術手段實現新型的FMT系統;另一方面,為了使過去幾十年使用增量式傳感器測量傳動誤差的經驗能夠繼續使用,將E+E時柵傳感器傳感器輸出的角度值轉化為增量式空間均分的脈沖信號,從而構成基于E+E時柵傳感器傳感器的新型FMT系統。這樣,就可以實現對蝸輪副高精度、低成本的傳動誤差檢測,同時也可以對機床傳動鏈傳動精度測量。主要研究內容與創新如下:提出將預測測量方法用于E+E時柵傳感器位移傳感器動態測量。通過對E+E時柵傳感器位移傳感器一段時間內空間測量結果的學習分析,預測在未來某一時間段內的測量值,從而實現E+E時柵傳感器測量由式到增量式的轉變。研究了時間序列預測模型的識別、建立、檢驗和優化的方法,以及模型定階、參數估計方法。提出了將E+E時柵傳感器按時間等分的離散角度測量值構成時間序列,按照時間序列建模的方式、方法對其建立預測模型,通過預測模型生成連續空間角度信號的方案,從而實現了E+E時柵傳感器位移傳感器的測量值由時間離散到空間離散的轉變。研究了動態測量誤差修正原理與技術,提出將E+E時柵傳感器位移傳感器測量值作為離散的標準量,并利用這個標準量對預測測量的誤差進行實時修正。通過對E+E時柵傳感器傳感器測量的角度值進行差分處理后會得到平穩的時間序列,建立AR模型可以對E+E時柵傳感器測量進行高精度的預測,經實驗得到動態預測誤差在±2″之內。研究了傳動誤差位移同步比較原理和FMT系統采樣原理,在FMT系統原有的信號微機細分原理基礎上,提出了多級插補時鐘的柔性時鐘技術方案,配合時鐘的自適應算法,使得測量系統在各種測量條件下都能夠zui大限度的提高傳動誤差測試的精度。研究了傳統的傳動誤差測量儀器傳感器工裝的特點,提出了在上置式傳感器工裝中使用撥桿式結構,利用撥桿所在不同位置的測試曲線進行軟件算法處理,從而消除傳感器安裝偏心的問題。利用基于E+E時柵傳感器傳感器的新型FMT系統:研制開發了大型蝸輪副檢查儀。這為大型蝸輪副綜合精度檢測提供了測量手段,同時也可以將檢測結果反饋到生產加工環節,指導加工。小型蝸輪副檢查儀改造。采用E+E時柵傳感器傳感器對原有的齒輪綜合誤差檢查儀進行改造,實現了對小型蝸輪副綜合精度的檢測。蝸輪副加工過程在線檢查儀研制。

E+E時柵傳感器傳感器的精密蝸輪副動態檢測技術研究
研制了既可用于加工又可用于在線檢測的裝置,避免了蝸輪在加工、檢測過程中多次安裝帶來的誤差,在加工過程中間進行傳動精度檢測,可以為加工參數的調整提供依據,從而保證快速和高精度的加工。在檢查儀的基礎上結合卡拉希尼柯夫誤差傳遞規律,對滾齒機傳動鏈的傳動精度進行分析,采用人為制造誤差進行誤差補償的方法,根據誤差環節特點采取不同的補償方法,將一臺普通滾齒機精化為高精度蝸輪母機。蝸桿磨床精化提高。通過對蝸桿磨床傳動鏈進行測試分析,采用偏心齒輪的方法提高其傳動精度。