精密三点法——在线测量精密机床直线度的新方法

本文提出了一种精密机床直线运动误差以及工件直线度的在线测量的新方法。由于时域两点法的最小采样间隔必须等于两个传感器之间的距离,该距离不能做得太小,精密三点法用三个传感器,选择合适的安装间隔,我们就能得到比以前更小的采样间隔(例如:减小3倍),使曲线更为精确。本文给出了精密三点法的算法和流程图,给出了计算机仿真和超精密车床在线测量的实验结果,表明该方法是可行的和有效的。     

在线测量精密机床和加工工件直线度的新方法——优化误差分离法（OEST)

目前,运用多传感器对工件和精密机床的直线度进行在线测量的方法有ＳＴＰ法、ＳＴＲＰ法和ＦＳＴＰ法等。由于受到传感器相邻间隔距离的限制,这些方法往往只适合于长工件的在线测量。本文推荐的新方法──优化误差分离法（ＯＥＳＴ）可以用于短工件中的测量,它是基于频域分析和时域优化搜索的原理,可以克服频域变换中出现的边缘失效问题以保证频域变换的正确性。本文还介绍了计算机仿真和实际测量实验的结果,并验证了该方法的可行性和正确性。     

磁绝缘传输线阴极准直建模与仿真

大型脉冲功率装置的磁绝缘传输线(Magnetically Insulated Transmission Line, MITL)阴极长度可达十余米,在悬臂结构下由于重力引起的末端挠度变形将达数厘米。如果不进行准直,由此造成的阴阳极间隙误差可能引起较明显的电流损失。借鉴HermesⅢ装置基于倾斜垫片的直线度调节方案,设计了用于准直原理验证的Mini-MITL阴极。根据阴极圆筒尺寸参数、倾斜垫片设计参数以及倾斜垫片旋转角度,建立了阴极筒关键节点坐标的数值模型,得到竖直和水平方向的理论修正坐标。作为验证,在SolidWorks环境中建立坐标测量参考基准,得到的三维仿真坐标与数值建模坐标具有较好的一致性。基于SolidWorks Simulation对阴极的重力变形进行了仿真,根据仿真结果调整倾斜垫片的相对旋转角度,修正竖直方向挠度的同时兼顾水平方向直线度,在该策略下的竖直和水平方向准直误差均低于阈值。在离散调节策略的基础上进行了连续可调的改进优化,改进后的准直精度得到进一步提升。     

直线度误差分离方法的误差分析

在研究精密和超精密加工技术的发展对直线度误差分离技术所提出的新要求的基础上 ,定量分析了传感器初始对准误差 ,忽略摆角误差和传感器漂移特性差异在时域和频域直线度误差分离方法中造成的误差 ,同时指出了频域方法中权系数对测量误差的放大作用。并讨论了一些消除误差的方法。最后由此得出两点法与三点法相结合的组合方法是最适用于超精密直线度测量的误差分离方法的结论。