宋延陵[1]2004年在《丝杠磨削在线动态测量系统分析与设计》文中指出本文的研究对象是“丝杠工件在线磨削补偿系统”中的测量子系统，本文对在磨削过程中的丝杠精度实时在线测量方法进行了研究，完成了测量系统的设计与分析。 测量系统共有四路信号采集：光栅测量丝杠长度信号；旋转编码器采集角度信号；红外传感器采集温度信号及尾栅采集尾架伸长信号。 针对在线测量的实时性特点，根据测量的特点——各采样点时间间隔相同，简化了回归直线的计算，并采用2π分段法，将有效行程的全长分成若干2π段，然后以各个2π段为单位，计算行程变动量。大大提高了计算的速度。 由于在线测量的特点，磨削温升对测量精度的影响很大，因此，本文对该问题进行了专项研究，建立了丝杠工件磨削过程的温度场以及其热变形量的计算模型，并采用有限差分法进行计算。该模型简单、合理、可行，具有很好的使用价值，为测量结果的修正提供了依据。 另外，本文还对测量系统的动态测量误差补偿进行了初步讨论，对部分误差源的补偿提出了可实施的补偿方法。
喻步贤[2]2004年在《丝杠磨削在线补偿实时预报算法分析与研究》文中认为本文作为“丝杠磨削在线自动补偿系统”的一部分，从分析螺纹磨削入手，对滚珠丝杠的磨削精度进行了详细地分析，确定了本系统所采用的误差补偿技术的方案，从而对螺纹磨床在线自动补偿磨削系统进行了整体设计，对本系统所实现的功能作了说明。 本论文在比较多种误差补偿技术中所采用的实时控制算法基础上，提出了时间序列法作为本系统所采用的实时预报控制算法，对时间序列法进行了较详细地理论分析，为了验证时间序列法在本系统中的可行性，作者运用VB6.0编制了时间序列法的仿真程序，在仿真实验中，通过对前期在生产中所采集的大量实测数据的运行仿真，得到了大量预报误差曲线和实测误差曲线，通过对仿真结果的分析，证明了时间序列法应用于本系统的正确可行性，为下一步本系统的研制工作打好了基础。
金建荣[3]2011年在《滚珠丝杠在线动态测量及误差补偿技术研究》文中提出滚珠丝杠副由于其传动效率高,定位精度高,使用寿命长等特性,广泛应用于机床、航空航天及核工业领域,其质量一直受到人们的关注。近年来,随着我国综合实力的增强,对生产大行程、高精度的数控装备提出了要求,滚珠丝杠作为传动元件是其中的重要组成部分。能够生产大行程、高精度的滚珠丝杠是一个国家机械装备业水平的反映,因此对于提高丝杠加工效率及精度的丝杠加工及检测技术研究具有重大而深远的意义。完整的滚珠丝杠加工过程包括车削(铣削)、磨削,及与之配套的丝杠测量。本文以大行程外螺纹旋铣磨削中心为应用背景,将传统的旋铣、磨削和测量过程集于一体,从而使丝杠加工效率得到提高,而且由于加入了丝杠检测及补偿环节,对丝杠精度的提高起到了很大的帮助。本文主要针对其中的滚珠丝杠在线动态测量及误差补偿技术进行了研究。本文对滚珠丝杠常规测量方法进行比较,并以外螺纹旋铣磨削中心为依据,提出适合本课题的丝杠测量方法及原理,并构建系统结构。研究丝杠螺距误差产生原因,从丝杠加工过程和丝杠测量过程两个方面进行分析。以国标为依据,对丝杠螺距精度判定进行了研究,从而得到计算丝杠螺距误差中各项参数的方法及公式。通过分析丝杠加工过程中的误差补偿原理,提出了本课题中使用的模糊自适应PID控制算法。从模糊输入、模糊算法、解模糊化和PID控制输出等几个方面研究实现了程序化的模糊自适应PID算法,并进行了实例应用仿真。研究设计丝杠检测控制系统软件,在确定丝杠测量方法、精度判定及误差补偿算法的前提下,设计实现基于Visual C++和Access 2003的检测控制系统软件,软件具备动态测量、精度判定、误差补偿仿真及控制输出等功能。
陈进[4]2008年在《丝杠滚道型面误差动态非接触测量系统设计与分析》文中指出本课题结合实际工程项目“丝杠滚道型面误差动态综合测量系统设计与开发”,针对现今国内滚珠丝杠滚道型面几何参数误差检测手段相对滞后的现状,设计开发适合我国国情的丝杠滚道型面几何参数误差检测试验台。测量系统通过采集轮廓曲线上的数据点,实现对丝杠各个滚道型面的测量。这条轮廓线位于滚珠丝杠轴截面的顶部。系统采用的是非接触式测量方式,用光幕式传感器采集轮廓曲线的纵轴方向的位移,用高精度的海德汉光栅尺采集轮廓曲线的横轴方向的位移。测量系统的电机控制模块,选用运动控制器作为伺服系统控制器实现对主轴电机位置控制与进给电机的速度控制。本文重点对滚道型面几何参数的计算方法进行研究。该算法先对采集的数据点进行数据划分,将其分割成螺纹滚道数据域和丝杠外径数据域,再分别对这两个数据域分别进行处理,得到系统要求的几何参数。基于LabVIEW开发了集成测量系统操作软件,实现了参数设置、动态测量、数据处理、数据维护、系统功能测试等功能。利用LabVIEW优秀的图形显示功能,来描绘测量系统中各参数的测量曲线。其中的算法关键函数利用VC编制成DLL,在LabVIEW中调用,提高了运算速度。该试验平台可以实现丝杠中径、丝杠外径、螺距、滚道跳动、滚道形状误差的测量。对测量系统的前期研究将为以后该系统的进一步完善和提高提供了具体的技术方案及检测手段。
张凤杰[5]2004年在《螺纹磨床在线磨削自动补偿系统——电气系统设计与控制研究》文中研究表明文中对汉江机床厂昆山分厂螺纹磨床电气系统进行重新设计，用工业控制机作为上位机，PLC作为下位机，两者共同组成控制系统，从而实现磨床电气自动化控制和网络控制。 磨床的改造，其中对动力部分的改进是重要的一个环节。将由一台直流电机完成的带动工件旋转和工作台纵向移动的功能，改由两台交流伺服电机完成，利用运动控制卡实现对交流伺服电机的精确控制，运用PLC的位置控制功能实现对运动控制卡的控制，从而使电机能很好的执行上位机的命令。 磨床电气系统采用用欧姆龙公司生产的PLC进行自动化控制改造，与此同时保留了其原有的手动控制功能。设计了PLC的软件双向通讯功能，可同时对前、后两台PLC进行数据通讯。 文末对PLC的网络控制进行了初步探讨，设计了一个适用于一般中小型企业的工业局域网络，并实现了对多台PLC的网络控制。
陆才华[6]2009年在《丝杠磨床在线补偿和实时控制系统的设计和分析》文中研究指明滚珠丝杠副在数控机床及测量等其他应用场合,常常作为定位基准,是极重要的部件,提高其精度有着重要意义。误差补偿是一项获得高精度加工的低成本技术,同时也是一项高技术密集的新技术。本文研究了一种丝杠磨削误差补偿和实时控制系统,用于提高丝杠磨削的精度。文章在分析了若干误差实时补偿方法的基础上,提出了针对本课题的实时测量—预报—补偿控制的系统方案。即用时间序列预报算法对实时测量的误差进行预报,根据预报误差利用最小方差自校正控制法计算补偿量,进而调整被加工丝杠转速,减小误差,达到提高丝杠磨削精度的目的。为了验证以上方案,主要进行了两部分实验。首先通过大量实测丝杠误差数据,利用编制的预报补偿算法程序进行仿真实验,通过预报数据结果分析验证了该种算法用于丝杠磨削误差预报的可行性。在此基础上,构建了试验控制系统,进一步完成了基于误差预报的实时补偿控制实验,初步证明了该种方法是有效可行的,从而为实际丝杠磨削系统中的实施打下了基础。
袁帅[7]2009年在《高速精密滚珠丝杠副综合测试技术研究》文中研究指明滚珠丝杠副不仅是数控机床的关键功能部件,而且在航空航天、汽车等其他工业领域也应用广泛。近年来装备制造业整体技术水平不断提高,对数控机床核心部件滚珠丝杠副的性能要求也越来越高。高速性是滚珠丝杠副未来发展的主要方向,但高速化的同时其定位精度、温升和噪声等性能指标也会不同程度地受到影响,这些参数直接关系到滚珠丝杠副的产品质量。目前,滚珠丝杠副动态特性的综合测试方法还不完善,严重制约了行业的发展,因此分析和研究其综合测试技术是十分必要的。结合相关国家标准和生产实际需要,以满足高速状态下滚珠丝杠副的测量特点与需求,本文提出了一套滚珠丝杠副动态特性综合测试测量技术方案,对速度、加速度、振动、噪声、温升、变形及空回转角等关键特性参数进行测量;通过对各待测参量的测试原理及方法的分析研究,构建了各测试分系统并选定所需的仪器设备,如控制电机以及温度、噪声、振动、微位移、光栅尺、角度编码器等各式传感器;利用虚拟仪器开发平台LabVIEW开发测量软件,实现了参数设置、数据采集、数据处理、数据回放、数据存储和生成报告等功能,采用模块化程序设计模式为以后系统功能扩展提供便利;对系统测量软件进行安装调试和试验仿真,使用模拟多路数采信号和MAX硬件管理软件进行虚拟仿真测试,结果表明测量软件的各系统功能工作正常,运行效果良好。本文对滚珠丝杠副相关测试技术的原理和方法进行了系统分析,研究了高速滚珠丝杠副的综合测试方案。这些测试原理和测试技术的研究工作为高速精密滚珠丝杠副系统研发提供了有力的理论依据和实际指导意义,高速精密滚珠丝杠副系统的成功研制必将为今后我国滚珠丝杠副产业的快速发展提供保证,奠定坚实的基础。
孔振[8]2010年在《丝杠磨床在线检测与砂轮修整技术研究》文中研究指明本课题以江苏省创新基金项目“精密数控螺纹磨床智能磨削方法与关键技术研究”为背景,针对丝杠磨床在线检测与砂轮修整技术现状的不足,设计开发新型丝杠磨床在线检测装置及方法和适应性更强的新型砂轮修整器,解决国内丝杠磨床在线检测与砂轮修整现存的问题,提高滚珠丝杠磨削质量和磨削过程的自动化水平。通过对当前的丝杠磨床在线检测方法及砂轮修整技术归纳,提出了一种丝杠滚道螺旋线误差检测以及间接检测丝杠磨削用砂轮形貌的新方法,并且设计了一种新型并联机构砂轮修整器。丝杠磨削用砂轮形貌检测是通过在线检测滚珠丝杠形面间接推出砂轮轮廓形状,从而判断砂轮是否需要修整；在新型砂轮修整器结构设计方面,有别于传统串联式机械结构,通过具有叁个自由度的并联结构来实现对丝杠磨削用砂轮进行修整的运动功能。针对具体的丝杠滚道螺旋线误差在线检测,对其构成的硬件系统作相应描述,完成了螺旋线微动装置的结构设计,并结合结构设计作相应的分析。在满足砂轮修整器设计要求的前提下,搭建了其控制系统,完成了新型砂轮修整器旋转平台、固定平台、运动平台和伸缩平台四部分的结构设计与分析。在新型砂轮修整器结构设计基础上,计算出此砂轮修整器自由度,求出其运动学正反解,并采用蒙特卡洛法对其工作空间进行了分析。结果表明工作空间符合设计要求。使用虚拟样机ADAMS软件作运动学仿真,验证了该砂轮修整器的运动功能。采用微分法建立了该新型砂轮修整器的误差模型,结合具体的丝杠砂轮修整过程,针对此微分法对提出的砂轮修整器的运动精度使用Matlab软件进行了仿真,验证了所提出的砂轮修整器的可行性。最后,通过刚柔耦合动力学仿真,并与刚体动力学仿真结果进行对比,结果表明其精度在可控范围之内。通过本文研究,建立了丝杠磨床在线检测系统,完成了螺旋线微动装置和新型砂轮修整器的设计工作,且该两装置及方法均已申请国家发明专利。相信该部分的完成对滚珠丝杠磨削质量和磨削过程的自动化水平的提高有一定的帮助。
王植[9]2004年在《滚珠丝杠导程误差分析与计算机辅助诊断研究》文中进行了进一步梳理本文所研究的内容是汉江机床厂滚珠丝杠磨床改造项目的一部分，介绍了一种利用在线测量获得的滚珠丝杠导程误差对丝杠磨床进行在线工况监测和诊断的方法。 为了分析滚珠丝杠的导程误差，采用了多种方法包括：时域的回归分析、直方图分析、均值—标准偏差控制图分析；频域的功率谱密度分析、倒频谱分析和小波包分析。由于滚珠丝杠导程误差的复杂性，不能直接对它进行功率谱密度分析和倒频谱分析，必须先对它们进行小波包频带分解。这种方法证明是很有效的。 所有的程序都使用Matlab语言编写的。Matlab语言具有非常强大的信号处理功能。最后在对误差数据分析实验取得的参数的基础上，利用Matlab语言编了一个操作界面，从而能够很方便的使用。
李忠信[10]2005年在《硅片自旋磨削试验台关键技术的研究》文中研究表明随着集成电路(IC)制造技术的飞速发展,硅片趋向大直径化。同时对硅片加工精度、表面粗糙度、表面缺陷、表面洁净度和硅片强度等提出更高的要求。超精密磨削被认为是最有发展前景的大尺寸硅片高效超精密加工技术,其中,硅片自旋转磨削是普遍采用的硅片磨削方式,已经应用于大直径硅片加工中的材料制备阶段和图形硅片的背面减薄。但是,目前先进半导体硅片磨削技术与设备被发达国家及跨国公司所垄断,严重制约了国内半导体制造业的发展。 本文分析了硅片超精密磨削设备的关键技术;介绍了硅片真空夹持系统的原理、真空吸盘的修整与检测方法、硅片厚度在线测量系统的原理及调整方法、磨削力在线测量原理等;在此基础上,设计了硅片磨削试验台的整体结构;完成了磨头主轴的结构设计及主轴轴线与旋转工作台轴线之间夹角的调整机构;设计了主轴传动机构,并通过理论分析,确定了硅片磨削试验台的进给速度范围;完成了旋转工作台的结构设计,磨削试验台的制造、安装和调试工作。 本文研究开发了磨削试验台的磨削力测量系统,进行了压电测试系统的理论分析和旋转工作台的受力分析;完成了叁向压电石英测力平台的结构设计以及整个测量系统的安装、调试及标定工作,借助计算机控制系统及专用的磨削力测量软件进行了磨削力的试验标定工作。 本文的研究对开发和研制大尺寸半导体硅片超精密磨削设备进行了积极技术探索,做了重要的技术准备,对于发展我国半导体超精密加工设备的制造技术具有重要的应用价值。
参考文献：
[1]. 丝杠磨削在线动态测量系统分析与设计[D]. 宋延陵. 南京理工大学. 2004
[2]. 丝杠磨削在线补偿实时预报算法分析与研究[D]. 喻步贤. 南京理工大学. 2004
[3]. 滚珠丝杠在线动态测量及误差补偿技术研究[D]. 金建荣. 江南大学. 2011
[4]. 丝杠滚道型面误差动态非接触测量系统设计与分析[D]. 陈进. 南京理工大学. 2008
[5]. 螺纹磨床在线磨削自动补偿系统——电气系统设计与控制研究[D]. 张凤杰. 南京理工大学. 2004
[6]. 丝杠磨床在线补偿和实时控制系统的设计和分析[D]. 陆才华. 南京理工大学. 2009
[7]. 高速精密滚珠丝杠副综合测试技术研究[D]. 袁帅. 大连理工大学. 2009
[8]. 丝杠磨床在线检测与砂轮修整技术研究[D]. 孔振. 南京理工大学. 2010
[9]. 滚珠丝杠导程误差分析与计算机辅助诊断研究[D]. 王植. 南京理工大学. 2004
[10]. 硅片自旋磨削试验台关键技术的研究[D]. 李忠信. 大连理工大学. 2005
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