基于絕對(duì)式時(shí)柵的FMT研究與設(shè)計(jì).pdf

1、時(shí)柵位移傳感器是一項(xiàng)具有重要意義的原始性創(chuàng)新成果，經(jīng)過(guò)科研工作者多年的不懈努力，獲得了重大突破。與傳統(tǒng)柵式傳感器相比，時(shí)柵位移傳感器是一種全新的位移傳感器。與光柵相比，時(shí)柵代替了需要經(jīng)過(guò)精密刻線才能實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量的工藝，使得制造成本大大降低，工藝也變得不那么復(fù)雜。在環(huán)境適應(yīng)性方面比如抗干擾、油污、粉塵等比光柵更勝一籌。本文圍繞著以絕對(duì)式時(shí)柵位移傳感器為核心，將絕對(duì)式時(shí)柵位移傳感器用于機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域，為時(shí)柵代替光柵奠定基礎(chǔ)。齒輪傳動(dòng)這種良好

2、的傳動(dòng)方式由于其均勻平衡地傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，已被廣泛地應(yīng)用到機(jī)械裝置中。齒輪傳動(dòng)不僅可以確保傳動(dòng)比恒定、穩(wěn)定性高、準(zhǔn)確可靠地傳遞運(yùn)動(dòng)，同時(shí)其功率和速度范圍很寬。他的優(yōu)點(diǎn)可以體現(xiàn)在：結(jié)構(gòu)比較緊湊、工作相當(dāng)可靠、能達(dá)到較大傳動(dòng)比、效率高、壽命長(zhǎng)等方面。在機(jī)械傳動(dòng)鏈中，振動(dòng)、噪聲主要是由齒輪傳動(dòng)誤差引起，它涵蓋了動(dòng)態(tài)性能和強(qiáng)度性能等大量信息。對(duì)于機(jī)床的傳動(dòng)誤差的動(dòng)態(tài)測(cè)量，在要求較高質(zhì)量的傳動(dòng)的場(chǎng)合，對(duì)他有著非常重要的意義。同時(shí)它也是檢驗(yàn)齒輪傳動(dòng)

3、鏈質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)和重要手段，也為進(jìn)一步改善齒輪的設(shè)計(jì)和加工提供參考，這使得對(duì)傳動(dòng)誤差檢測(cè)手段和分析方法的研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。所以，如何更精確的檢測(cè)出傳動(dòng)誤差就成為衡量一臺(tái)機(jī)床傳動(dòng)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。
　　本研究分析了傳動(dòng)誤差檢測(cè)理論以及相應(yīng)數(shù)學(xué)模型；分析了絕對(duì)式時(shí)柵位移傳感器用于傳動(dòng)誤差檢測(cè)的理論模型并完成了算法推導(dǎo)；提出了時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)的原理和高頻時(shí)鐘插補(bǔ)細(xì)分的原理；成功實(shí)現(xiàn)了下位機(jī)信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)；通過(guò)使

4、用USB3.0芯片的通訊協(xié)議，利用其stream in（串流輸入）工作方式實(shí)現(xiàn)了FMT下位機(jī)與PC之間的通信；設(shè)計(jì)了前端原始信號(hào)處理電路；完成了檢測(cè)系統(tǒng)下位機(jī)中信號(hào)預(yù)處理電路的設(shè)計(jì)，通過(guò)一塊高性能FPGA做成的信號(hào)采集卡將原始信號(hào)進(jìn)行處理，然后通過(guò)USB3.0通信模塊發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行處理，并將USB3.0模塊與FPGA模塊集成到一塊PCB上；開發(fā)了一套數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，采用C＃2013版本進(jìn)行編程，將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)在C#中編寫