【摘要】：當前,國內(nèi)的許多工業(yè)生產(chǎn)、國防科技領(lǐng)域,生產(chǎn)力提升、技術(shù)突破、裝備制造等受限于諸多因素,其中大型機構(gòu)加工實現(xiàn)高精度和高效率顯得尤為突出。究其原因是缺乏研發(fā)大型精密機床關(guān)鍵的技術(shù),而其往往是解決大型精密分度轉(zhuǎn)臺的位置檢測問題。這些大型、超大型精密轉(zhuǎn)臺,往往由于大型、中空、強沖擊的原因無法同軸安裝角編碼器進行全閉環(huán)控制,所以無法實現(xiàn)高精度。時柵傳感技術(shù)相比傳統(tǒng)的柵式傳感器去掉了高精度刻線的環(huán)節(jié),對制造精度的要求只相當于普通機械加工精度,即可達到計量光柵的測量精度。因此,本文提出并研發(fā)了一種基于時柵傳感技術(shù)的帶位置檢測功能軸承,以解決機床傳動鏈末端的大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺的精密位移檢測和精確定位問題。本文介紹了“以時間測空間”的時柵傳感理論,通過構(gòu)建勻速坐標系,實現(xiàn)位置差與時間差的轉(zhuǎn)換,并通過構(gòu)建勻速運動的行波的方式構(gòu)建勻速運動坐標系。根據(jù)場式時柵行波形成原理,對軸承結(jié)構(gòu)展開分析,提出了基于時變磁場的時柵帶檢軸承的兩種信號拾取模塊方案。建立傳感器模型,結(jié)合Ansoft Maxwell電磁仿真軟件對兩種方案分別進行電磁場仿真,分析仿真結(jié)果后對定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化。設(shè)計了時柵帶檢軸承相應(yīng)的信號處理電路,為傳感器提供所需的激勵信號,并將傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)換為角位移信息。本課題采用YRT180滾動軸承開展實驗,對軸承內(nèi)圈進行機械等分作為傳感器轉(zhuǎn)子,并根據(jù)設(shè)計方案加工定子測頭,研制出整周多測頭時柵帶檢軸承和帶離散測頭的時柵帶檢軸承兩種實驗樣機。搭建實驗平臺,對設(shè)計的傳感器樣機進行原理性實驗和性能測試實驗。經(jīng)實驗,采用算法后的整周多測頭時柵帶檢軸承穩(wěn)定性波動在±2″內(nèi),在整周(0o~360o)內(nèi)的實驗原始誤差在±25″內(nèi);采用算法后的帶離散測頭的時柵帶檢軸承穩(wěn)定性在±3″左右,在整周(0o~360o)內(nèi)的實驗原始誤差在±30″內(nèi)。實驗結(jié)果驗證了兩種信號拾取模塊方案的時柵帶檢軸承均具有可行性。從測量穩(wěn)定性和測量精度來看,整周多測頭時柵帶檢軸承比帶離散測頭的時柵帶檢軸承具有更好的性能。
【圖文】：

圖 1.1 海德漢 ERA 系列光柵編碼器圖 1.2 雷尼紹 RSLM 系列光柵帶圖 1.3 KMT 公司 VGT4000 型號磨削機鋼柵尺測量系統(tǒng)。鋼柵尺同樣采取的是精密刻線技術(shù)，鋼柵通過光柵帶上刻上密密麻麻的柵格，柵格之間具有相同的間距，與基于莫不同，鋼柵的位置測量基于電磁感應(yīng)原理，，通過在柵帶外附加讀數(shù)

圖 1.2 雷尼紹 RSLM 系列光柵帶.3 KMT 公司 VGT4000 型號磨削機鋼柵尺同樣采取的是精密刻線技麻麻的柵格，柵格之間具有相同置測量基于電磁感應(yīng)原理，通過組，柵格的位移引起電信號的變型號軸承，與海德漢 RON886 光誤差為±15″，遠遠高于標稱精度精度、安裝精度的影響，與光柵研發(fā)的鋼柵帶。
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH133.3

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4 于永o

本文編號：2695842