【摘要】：伴隨德國提出的工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)以及美國推行的物聯(lián)網(wǎng)概念,一場世界級的工業(yè)技術(shù)革命正以不可阻擋之勢席卷全球。為此國家提出2025發(fā)展戰(zhàn)略,將制造業(yè)的大發(fā)展上升到國家戰(zhàn)略的位置。磨削技術(shù)作為工業(yè)加工中的重要組成部分,現(xiàn)已成為國家重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域。因此智能內(nèi)圓磨削測控技術(shù)在現(xiàn)今國家工業(yè)大發(fā)展的情況下,顯得十分重要。本文研究和分析了目前通用的內(nèi)圓磨削測量傳感器在測量過程中存在的缺欠和不足,確定了以光柵作為內(nèi)圓磨削測量傳感器的設(shè)計(jì)方案,并對以光柵為基礎(chǔ)的多種細(xì)分技術(shù)進(jìn)行比較,明確了各種方法的特點(diǎn)及使用范圍。結(jié)合載波調(diào)制原理,提出了粗位移測量與精細(xì)位移測量相結(jié)合的細(xì)分方法,對光柵輸出的位移信號進(jìn)行高精度測量。該方法通過粗位移測量模塊對大于光柵柵距的位移進(jìn)行測量,而不足一個(gè)柵距的位移測量則通過精細(xì)位移測量模塊完成。文中給出了基于FPGA各模塊的實(shí)現(xiàn)、外圍電路及相應(yīng)算法。針對光柵傳感器輸出信號的非正弦性嚴(yán)重影響測量精度這一問題,提出了一種對光柵傳感器莫爾條紋信號進(jìn)行非正弦性誤差修正的方法,以減小由于輸出信號非正弦性而帶來的誤差。通過泰勒級數(shù)展開式與三角函數(shù)和差化積建立方程,并通過粒子群算法對相應(yīng)方程求解,實(shí)現(xiàn)了對光柵信號的修正。結(jié)合精細(xì)位移測量模塊對于瞬時(shí)相位的測量,得出準(zhǔn)確的瞬時(shí)相位值。針對傳統(tǒng)鎖相倍頻法捕捉時(shí)間長的問題,文中提出一種鑒相細(xì)分與倍頻細(xì)分相結(jié)合的方法。通過鑒相器從載波信號中提取出瞬時(shí)相位值,對比目標(biāo)磨削值對應(yīng)的相位值,將得到的差值轉(zhuǎn)化為對應(yīng)測量系統(tǒng)的計(jì)數(shù)值。當(dāng)測量系統(tǒng)時(shí)鐘完成計(jì)數(shù),即代表磨削到位。同時(shí)通過對光柵傳感器莫爾條紋信號非正弦性誤差的修正提高了智能內(nèi)圓磨削測控系統(tǒng)的精度,同時(shí)也提高了系統(tǒng)適應(yīng)環(huán)境溫濕度影響的能力及可靠性。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG596

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本文編號：2739193