Разработка прецизионных фотоэлектрических измерительных преобразователей круговых перемещений
Диссертация
Серьезным препятствием на пути создания прецизионных ПИКП (1−4 кл. точности по ГОСТ 20 964−75) является то, что пока не решен ряд принципиальных вопросов по выявлению влияния на их точность следующих факторов: уровня, неоднородности пропускания и формы штрихов, погрешностей растров и подшипников с учетом их спектрального составарасходимости излучения и обусловленных ими параметров сигналов… Читать ещё >
Содержание
- 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА — ЗАДАЧИ
- 1. 1. Введение
- 1. 2. Обзор существующих конструкций и классификация параметров, влияющих: на погрешность измерительных преобразователей круговых перемещений (ПИКИ)
- 1. 3. Обзор литературы, анализ и обобщение известных исследований, применительных при создании прецизионных фотоэлектрических ПШШ
- 1. 4. Описание выбранной для исследования конструкции
- 1. 5. Постановка задачи работы
- 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ПРЕЦИЗИОННЫХ ФОТО-ЭЖСТРИЧЕСКЖ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ КРУГОВЫХ ПЕРИЛЕЩЕНИЙ (ШКП) В СТАТИЧЕСКОМ РЕКИМЕ РАБОТЫ
- 2. 1. Введение
- 2. 2. Аналитическое описание сигналов на выходе ШЖП
- 2. 3. Аналитическое исследование точности ПИКП
- 2. 3. 1. Аналитическое описание погрешности ПИКП
- 2. 3. 2. Влияние погрешностей оси вращения и выставления растров на шаговую погрешность
- 2. 3. 3. Влияние формы штрихов и схемы съема гшозор мации на внутршнаговую погрешность ПИКП
- 2. 3. 4. Влияние числа отсчетов на точность ПИКП
- 2. 4. Численное исследование точности ПИКП
- 2. 5. Влияние параметров сигналов ПИКП на его точность
- 2. 6. Выводы
- 3. 1. Введение
- 3. 2. Оценка влияния смещений растров на точность
- 3. 3. Составление уравнений движения в аналитическом
- 3. 4. Вывод частных решении уравнений движения от различных видов гармонических возмущений
- 3. 5. расчет колебании от различных видов возмущений и оценка, их влияния на погрешность ЦИКЛ
- 3. 6. Выводы
- 4. 1. Введение
- 4. 2. Описание установок, аппаратура и методики
- 4. 3. Влияние зазора, между растрами на параметры сигналов
- 4. 4. Определение числовых значений параметров динамической модели исследуемого ПИКП
- 4. 5. Влияние параметров основных элементов на точность ПИКП
- 4. 6. Выводы
- 5. 1. Введение
- 5. 2. Описания основных моделей разработанных ПИКП и особенности их технических решений
- 5. 3. Основные технические характеристики и технический уровень разработанных ПИКП
- 5. 4. Места внедрения и экономические показатели разработанных ПИКП
Список литературы
- Аугустайтис B.B. и др. Расчет характеристик и упрощение уравнений движения динамических систем (алгоритм и программы) /А.С.Гульбинас, Г.-П.К.Мозура, К. Ф. Сливинскас, Е. Р. Ставяцкене.-Вильнюс.- 107 е.- (Рукопись деп. в Лит. НИИНТИ 26.03.1981 г., 698.61).
- Бармаш С.А. и др. Исследование погрешностей при сопряжении измерительных и нормирующих преобразователей перемещений/'
- Л.И.Кулис, Б. И. Минцерис, А. Т. Ушинскас.- В кн.: Станкостроение Литвы: Измерительные системы для станков и машин с числовым программным управлением. Вильнюс, 1983, т.15, с.51−64.
- Бегунов Б.Н., Заказнов Н. Т. Теория оптических систем.-М.: Машиностроение, 1973.- 488 с.
- Бейзельман Р.Д., Цыпкин Б. В., Дерень Л. Я. Подшипники качения. Справочник.- М.: Машиностроение, 1967.- 564 с.
- Борштак Н.М. и др. Интегральный метод деления окрузглости.- Измерительная техника, 1958, $ I, с.16−17.
- Бронштейн И.Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов.- Лейпциг: Тойбнер- М.: Наука.- 720 с.
- Будгинас С.-А.Ю. Развитие измерительных преобразователей и систем для станкостроения.- В кн.: Станкостроение Литвы: Измерительные системы для станков и машин с числовым программным управлением. Вильнюс, 1983, т.15, с.5−10.
- Булгаков Б.В. Колебания.- М.: Гостехиздат, 1954.- 891 с.
- Бычатин Д.А., Вильнер Г. А. Индукционные преобразовате/ ли информации.- Л.: Энергоиздат, Ленингр. отд-ние, 1981.- 96 с.
- Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т. /Ред.совет: В. НЛеломей (пред.).- М.: Машиностроение, 1980 Т. З. Колебания машин, конструкций и их элементов /Под ред.Ф. М. Диментберга и К. С. Колесникова. 1980.- 544 с.
- Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т./Ред.совет: В. Н. Челомей (пред.).- М.: Машиностроение, 1981.- Т.5. Измерения и испытания.- Под ред.М. Д. Генкина. 1981.- 496 с.
- Виракас Г.-А.И. Разработка и исследование методов и средств измерения колебаний угловой скорости вращающихся частей машин и приооров: Автореф.дис.на соиск. ученой степ.канд.техн. наук.- М., 1975.- 15 с. (МВТУ им. Н.Э.Баумана).
- Габидулин М.А. Исследование влияния зазора между растрами на функционирование растровых сопряжений фотоэлектрических датчиков перемещений.- В кн.: Автоматическое управление: Межвуз. сб.науч.тр. Москва, 1977, с.86−96.
- Габидулин М.А. Исследование функций пропускания растровых сопряжений датчиков линейных и угловых перемещений методом рядов Фурье.- В кн.: Техника преобразования информации.- Труды МИРЗА. М., 1975, вып.83, с.24−43.
- Герасимов H.A. Метрологические исследования круговых многополюсных датчиков.- В кн.: Приборы и средства дяя активного контроля размеров на металлообрабатывающих станках.- М.: Мос-станкин, 1965, с.32−54.
- Герберене Л.И. и др. A.c. 759 844 (СССР). Фотоэлектрический измерительный преобразователь круговых перемещений /Вильнюсский филиал ЭНИМС- Авт.изобрет. Л. И. Герберене, Б. А. Кравченко, М.-А.Ц.Кузмицкас, Б. И. Минцерис, А. Т. Ушинскас.- Заявл.25.04.78,
- J? 2 608 129/25−28- Опубл. в Б.И., 1980, № 32- МКИ S0IBII/00.- УДК 531.14.
- Герберене Л.И., Ушинскас А. Т., Кравченко Б.А. A.c.
- I02470I (СССР). Способ измерения перемещений /Вильнюсский филиал ЭНИМС.- Заявл.II.01.82, В 3 379 120/25−28- Опубл. в Б.И., 1983, Je 23- МКИ 50IBII/00- S0IBII/26.- УДК 531.715.2.
- Гольдман И.Я. Влияние эксцентриситета на точность работы индуктосина.- Вопросы радиоэлектроники, 1962, вып. П, сер.ХП.
- ГОСТ 8.016−81. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений плоского угла. Взамен ГОСТ 8.016−75- Введ. 01.07.82.- 5с. УДК 531.74:53. 089.68:006.354. Группа Т84(47) СССР.
- ГОСТ 13 424–68. Теодолиты. Методы определения погрешностей диаметров горизонтального круга.- Введ. 01.07.68.- Переизд. ишь 1974.- 102 с. УДК 528.5.001.4. Группа П49(47) СССР.
- ГОСТ 16 163–79. Столы поворотные делительные координат-но-расточных станков. Нормы точности. Взамен ГОСТ 16 163–70- Введ. 01.07.80- Срок действия до 01.07.85.- 12 с. УДК 621.952.5229.311−187:006.354. Группа Г81(47) СССР.
- ГОСТ 20 964–75. Преобразователи измерительные круговых перемещений. Типы и основные параметры. Технические требования.
- Бвед. с 01.07.76- Срок действия до 01.07.85.- 5 с. УДК 531.74. 087.92.082.7:621.9.06. Группа П75(47) СССР.
- Дерус U.C. и др. A.c. 323 651 (СССР). Фотоэлектрический датчик угла /Вильнюсский филиал ЭНИМС- Авт.изобрет. П. С. Дерус, И. С. Левитас, А. А. Рамонис, Ю.-Г.В.Якубченис.- 3аявл.30.03.70,1 421 707/25−28- Опубл. в Б.И., 1972, re I, МКИ S0IBII/26.- УДК 531.715.
- Елисеев C.B. Геодезические инструменты и приборы.- М.: Недра," 1973.- 390 с.
- Иванов Б.Н. Выбор параметров образцового фотоэлектрического преобразователя угла поворота.- Измерительная техника, 1981, le 6, с.28−29.
- Иванов Б.Н. О поверке преобразователей утла поворота в код.- Измерительная техника, 1974, te 3, с.20−23.
- Иванов Б.Н. Погрешность передачи угла при помощи универсального карданного шарнира.- Измерительная техника, 1981, № II, с.32−34.
- Ионак В.Ф. Приборы кинематического контроля.- М.: Машиностроение, 1981.- 128 с.
- Карпенко Б.К., Рубан Н. С. Элементы теории и расчета индуктосина.- Электричество, 1964, № 9, с.36−40.
- Кельзон А.С., Нуравлев Ю. Н., Январев Н. В. Расчет и конструирование роторных машин.- I.: Машиностроение, 1977.- 288 с.
- Клусевичюс П.В., Шилюнас П. И. Определение точности расположения штрихов.- В кн.: Станкостроение Литвы: Сб. статей по науч.-техн. и произв.вопросам. Вильнюс, 1976, т.8, с.131−138.
- Кожешник Я. Динамика машин: Избранные статьи /Пер. с чешского Г. М.'Гольденберга.- М.: Машгиз, 1961.- 424 с.
- Кузмицкас М.-А.П. Исследование влияния кругового сопряжения растровых лимбов на точность фотоэлектрических измерительных устройств: Автореф.дис.на соиск. ученой степени канд. техн.наук.- Каунас, 1977.- 17 с. (Каунасский политехнический ин-т).
- Кузмицкас М.П., Ушинскас А. Т. Фотоэлектрические измерительные преобразователи.- Мокслас ир техника (Наука и техника), 1981, № 8, с.9−11 (на лит.яз.).
- Кулаков А.Т. Исследование и разработка, фотоэлектрического цифрового преобразователя утла с комбинированной разверткой: Автореф.дисс.на соиск. ученой степ.канд.техн.наук. Москва, 1981, — 25 с. (МИРЭА).
- Кульвец А.П. Вопросы динамики жесткого ротора, вращающегося в прецизионных подшипниках качения: Автореф.дис.на соиск. ученой степ.канд.техн.наук.- Каунас, 1970.- 18с. (Каунасский политехнический ин-т).
- Марков Н.Н., Степняков В. П. К расчету дискретности датчиков приборов для контроля кинематической погрешности зубчатыхпередач, — Тр.НШ метрол. вузов, 1979, Ш 16, с.14−20.
- Мироненко A.B., Полярус Н. Т. Влияние зазора на параметры растрового сопряжения фотоэлектрических преобразователей линейных перемещений.- Известия вузов. Приборостроение, 1975, 18, $ 9, с.90−95 (I часть), J& II, с.109−113 (П часть).
- Мироненко A.B. Фотоэлектрические измерительные системы. М.: Энергия, 1967.- 358 с.
- Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов.- Л.: Машиностроение, 1977.- 600 с.
- Мэнли Р. Анализ и обработка записей колебаний.- М.: Машиностроение, 1972.- 368 с.
- Новицкий П.В. Основы информационной теории измерительных устройств.- Л.: Энергия, 1968.- 245 с.
- В ГР 81 018 077- Инв. й 0282.4 032 528.- Вильнюс, 1981.- 25 с. 67. 0СТ2 H72−6-8I. Станки сверлильно-фрезерно-расточные. Нормы точности.- Введ. с 01.07.82- Срок действия до 1.07.87.57 с. УДК 621.914:4. Группа Г81(47) СССР.
- Петров В.П., Каракулев Ю. А. Метод взаимной компенсации погрешностей угловых преобразователей.- Измерительная техника, 1980, te 5, с.24−25.
- Петров В.П., Парняков E.G. Исследование погрешностей положения «диаметров» лимбов.- Оптико-механическая промышленность, 1978, JE 10, с. 10−12.
- Петров В.П. О компенсации погрешности положения штрихов лимбов.— Труды ЛИТМО, Л., 1977, вып.90, с.29−37.
- Пивоварова Л.Н., Куликова Н. И. Фотоэлектрические преобразователи для измерения угловых и линейных перемещений.- Оптико-механическая промышленность, 1974, № 8, с.64−73.
- Подшипники качения: Справочное пособие /Под ред.H.A. Спицына и А. И. Спришевского.- М.: Гостехиздат, 1961.- 828 с.
- Преснухин А.Н., Шаньгин В. Ф., Шаталов Ю. А. Муаровые растровые датчики положения и их применение.- М.: Машиностроение, 1969.- 201 с.
- Рагульскис K.M. и др. Вибрации подшипников /А.Ю.Юрка-ускас, В. В. Атступенас, А. Ю. Виткуте, А. П. Кульвец.- Вильнюс- Мин-тис, 1974.- 392 с.
- Рагульскис K.M. и др. Вибрации роторных систем /P.A. Ионушас, А. К. Бакшис, М. С. Рондоманскис, Ю. К. Тамошюнас, Р.А.Да-шевский.- Вильнюс: Мокслас, 1976.- 232 с.
- Сафонов Л.Н. и др. Прецизионные датчики угла с печатными обмотками /В.Н.Болнянский, А. И. Окулов, В. Н. Прохоров.- М.: Машиностроение, 1977.- 152 с.
- Сафонов Л.Н. Интегральный эффект в многополюсных датчиках угла.- Электричество, 1975, й 4, с.56−60.
- Точность производства в машиностроении и приборостроении /Под ред.А. Н. Гаврилова.- М.: Машиностроение, 1973.- 567 с.
- Туричин A.M. и др. Электрические измерения неэлектрических величин.- Л.: Энергия, 1975.- 566 с.
- Ушинскас А.Т., Аугустайтис В. В., Шульман A.JI. Исследование точности прецизионных фотоэлектрических измерительных пре образователей круговых перемещений.- Вильнюс.- 109 е.- (Рукопись деп. в ЛитНИИНТИ, 17.09.1984 г., В I3UI Ли-84).
- Ушинскас А.Т., Кулис Л. И., Минцерис Б. И. Фотоэлектрическая измерительная система круговых перемещений.- Метрология, 1980, В II, с.18−25.
- Ушинскас А.Т. Обзор существующих образцов фотоэлектрических устройств угловых перемещений. Отчет /Вильнюсский филиал ЭНИМС.- Тема Je 385−68- Je ГР 68 057 921- Инв. й Б4 048.- Вильнюс, 1968.- 47 с.
- Ушинскас А.Т. Особенности разработки и внедрения прецизионных фотоэлектрических измерительных преобразователей круговых перемещений.- Вильнюс.- 86 е.- (Рукопись деп. в ЛитНШНТИ 19.09.1984 г., Jfc 1303 Ли-84).
- Фигатнер A.M. Расчет и конструирование шпиндельных узлов с подшипниками качения металлорежущих станков. Обзор зарубежных материалов.- М.: ЭНИМС, 1971.- 196 с.
- Фигатнер A.M., Фискин Е. А., Бондарь С. Е. Конструкция, расчет и методы проверки шпиндельных узлов с опорами качения: Методические указания.- М.: ЭНИМС, 1970.- 152 с.
- Фотоэлектрические преобразователи информации /Под ред. Л. Н. Преснухина.- М.: Машиностроение, 1974.- 375 с.
- Хлебалов Е.В. и др. Расчет динамических характеристик упругих систем станков с ЧПУ: Методические указания /Т.С.Воробьева, Г. Я. Чумбуридзе, А. Д. Шустиков, Под ред. В. А. Кудинова.-М.: ЭНИМС, 1976.- 98 с.
- Чуриловский В.Н. Теория оптических приборов.- М.: Машиностроение, 1966.- 563 с.
- Шваб И.А. Кольцевой осветитель для фотоэлектрических приборов.- Приборы и системы управления, 1976, IS 10, с.41−42. .
- Шварцбург Л.П. Датчики обратной связи станков с ЧПУ: Обзор.- М.: НИИМАШ, 1982.- 38 с.
- Шимуленис Ю.Ю., Казлаускао P.M., Ушинскас А. Т. Некоторые вопросы связей растровых элементов при сопряжении двух растров.- В кн.: Станкостроение Литвы: Сб.науч.тр. Вильнюс, 1971, т. З, с.195−204.
- Шимуленис Ю.Ю. Разработка и исследование растровых угловых преобразователей для металлорежущих станков: Автореф. дис. на соиск. ученой степ.канд.техн.наук.- Каунас, 1974.- 17 с. (Каунасский политехнический ин-т им. А.Снечкуса).
- Эйдинов В.Я. Измерение углов в машиностроении.- М.: Государств. из-во стандартов, 1963.- 413 с.
- Электромеханические преобразователи угла с электрической редукцией /Под ред.А. А. Ахметжанова.- М.: Энергия, 1978.224 с.
- Яблонский A.A., Норейко С. С. Курс теории колебаний.-Ivl.: Высшая школа, 1975.- 248 с.
- Якубчионис Ю.-Г.В. A.c. 620 808 (СССР). Фотоэлектрический способ измерения линейных и угловых перемещений /Вильнюсский филиал ЭШМС.- Заявл.12.05.74, JS 2 025 527/18−28- Опубл. в Б.И., 1978. JS 31- МКИ S0IBI9/00.- УДК 531.717.
- Якушенков Ю. Г. Основы оптико-электронного приборостроения.- M.: Сов. радио, 1977.- 272 с.
- Brezina J. Prehlad modernych uhlomernych metod a pristrojov.- Jemna mechanilca a optika, 1972, IT 12, s.314−318.
- Ernst A. Quolitatssicherung bei langen-und Winkel -messystemen in Haus Dr. Johannes Heidenhain. MeBtechnische information 8, Ausgabe Marz 1980, s.38−45.
- Fertigungsprogramm. Ausgabe 1979. «Dr. Johannes Heidenhain» 9/79 E.
- Gori E. Lau effect and coherence theory.- Opt. Commun, 1979, 31, IT I, p. 4−8.
- Guild J. Difraction gratings as messuring scales, Oxford University Press, London, i960. 240 p.
- Guild J. The interference systems of crossed duffraction gratings. Theory of moire fringes. Oxford, Clarendon Press, 1956. 198 p.
- Hanneman J., Wurzner W. Verfahren zur Darstellung von ebenen Y/inkeln mit hoher Genauigkeit.- Feingeratechnik, 1970, 19, N 5, s. 231−238.
- Hanneman J., Bienias M., Miethling K.D. Erfahrungen beim aufbou eines Winkeletaions.- Feingeratechnik, 1978, 27, IT 3, p. 114−117.,
- Herzog K. Dynamische messung von drehubertragungs-fehlern mit fotoelektrischen anbaume ssysteraen.- Werkstatt und Betrieb, 1971, 104, И s.
- Incrementale Drehgeber R0D/ER0. Dr. Johannes Heidenhain, 20 843 301*100*11/82*Schwenkert, Kastenhuber-Partne-r, Munchen). Printed in West Germany, 1982, November, 61 s.
- Jablonski R., Schimokohne A., ITagai A., Calibration system for precision angle standards.- Bull. P. M. E. 1980,1. 45, 17−24.
- Kantelberg G. Fehlerbetrachtung fur elektronische In-terpolatoren.- Feingeratetechnik, 1976, 25, N 8, s. 370−372.
- Lauckner G. Einsatz von Interpolatoren an inkrementa-len Messwandlern.- Feingeratetechnik, 1979, 28, N 4, s.147−150.
- Mcllraith A.H. An Introduction to the theory of crossed diffraction gratings and their application to linear meas-surement.- Maschine Shop magazine, 1962, 23, April, p.202−213.
- Patorski K. Position monitoring technique using double diffraction phemomenon.- Opt. Commun., 1978, 27, N 3, p.303−306.
- Pfeifer T. Genauigkeitsanfordernagen an Winkelschrittgeber und Laser Interferometer zur Ermittlung von Vorschub -- Spindel und Weg/Winkelmessystemfehlern an Werkzeugmaschinen.-Archiv fur technisches Messen (ATM), 1972, V.8224−20, N 432, s. 3−8.
- Post D. Moire interferometry with white light.-Applied Optics, 1979, 18, N 24, December, p. 4163−4167.
- Shepherd A.T. 25 years of Moire fringe measurements.-Precis, Eng., 1979, I, IT 2, p. 61−69.
- Schneider R. Inkrementales Auflichtlangenmessystem.-Werkstatt und Betrieb, 1979, 112, N11, s. 787−795.
- Schuch K. Ausgewahlte Probleme der fotoelektrischen Wegmessung mit hoher digitaler Auflosung.- Messen-Steuren--Regeln, 1975, 18, N 2, s. 66−70.
- Troteher 0. Uber Fragen der digitalen Wegmessung mitfotoelektrischen Wegmessgeraten hoher Auflosung.- Optic, 1968, 28, IT 3, s. 210−221.
- Thevenet P. La mesure precise impersonnelle des angles.- Mecanique, materiaux, electricite, 1973, 57, H 279, p. 15−17.
- Welsh B.li. An angular displacement transducer.-Phys E. Sei. Instrum., 1980, 13, N 8, p.826−832.
- Wong G., Koenigsberger P. The effects of some alignment errors on the accuracy of a diffraction grating measuring system.- Int.J.Mach. Tool Des. Res., 1963, 3, N 3, p. 139−158.