测振仪技术:误差补偿技术
除去振动隔离技术之外,对高精密测量中的振动也可以采用在线数据补偿来达到消除测量数据中振动因素造成的误差在机械加工和测量中出现的误差采用修正、抵消、均化、“钝化”等措施使误差减小或消除,就是误差补偿的概念。误差修正、误差校正通常是误差补偿的同义词,这是从误差补偿这一术语的广义角度来论述的。但从狭义的角度来分析,误差修正(校正)是指对测量、计算、预测所得的误差进行修正(校正);误差分离是指从综合测量所得的误差中分离出所需的单项误差;误差抵消是指两个或更多个误差的相互抵消;而误差补偿应该是指对一定尺寸、形状、位置相差程度(差值)的补足,这里所论述的误差补偿主要是误差的修正。
误差补偿可根据不同的特征来分类【7J:实时与非实时误差补偿在加工和测量过程中,实时进行误差检测,并随后紧接着进行误差补偿,就是实时误差补偿,也就是在线检测误差补偿,又称为动态误差补偿。其特点是:
1.误差补偿精度较高。
2.不仅可以补偿系统误差,而且可以补偿随机误差。因为在动态过程中误差值变化迅速,补偿在时间上总有滞后,对于随时间变化的变值系统误差(不能用数学模型表达的)和随机误差,不能全部补偿。
3.实现补偿的技术复杂,实旎环境有限制,甚至有些情况不能进行实时误差补偿。
4.实旌非实时误差补偿只能补偿系统误差,又称之为静态误差补偿。软件与硬件误差补偿计算机技术的发展使得误差补偿可采用软件的形式来进行。例如在数控机床的随动进给系统中,所采用的滚动丝杠尽管有消除间隙结构,但总会有相反方向间隙(死区),如果其数值是稳定的,可通过增加脉冲数来进行补偿,以提高随动进给系统的精度。
在闭环数控系统中,迸给运动的移动量是由检测装置以脉冲计数方式反馈到数控装置的比较器中,与原来的指令脉冲数进行比较,当两者相等时,进给运动停止。这些都是软件补偿的实例,可见它是通过计算机对所建立的数学模型进行运算后,发出运动指令,由数控随动系统完成误差补偿动作。前述的丝杠车床母丝杠螺距误差补偿,采用校正尺来修正,是一种硬件补偿。因此,软件补偿与硬件补偿的区分是看补偿信息是由软件还是由硬件产生的。
软件补偿的特点如下:
1.有较高的动态性能,补偿值可随工作状态的变化而即时变化,即具有柔性。
2.补偿信息通过计算机对所建立的数学模型进行运算后产生,因此要有计算机控制系统,一般都是数控系统。
3.补偿系统机械结构简单、经济、工作方便可靠。误差补偿技术已广泛被应用于精密机械加工和测量。美国Wisconsin大学进行外圆磨床主轴径向跳动误差补偿控制系统的试验,使被补偿工件的圆度误差由0.74,删减小至O.375,册,同时在对数控立铣工件平面度的补偿控制系统试验中,平面度误差也减小了80%左右。哈尔滨工业大学开发的车削工件圆度和圆柱度补偿系统也使国产S1—225超精密车床的圆度误差减小了40%,圆柱度误差减小了23%。
——杰创立测振仪