Калибровка погрешности измерения угла, вызванной крутильной деформацией инструмента для проверки производительности промышленного редуктора.

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 21742 (2022) Цитировать эту статью

596 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Измерение жесткости прецизионного переходника имеет важное значение для его оценки. Поскольку результаты измерения углового датчика включают погрешность измерения угла, вызванную крутильной деформацией прибора, ее нельзя использовать в качестве фактической крутильной деформации редуктора. В данной статье анализируются характеристики крутильной деформации прибора с целью уменьшения погрешности измерения угла. На основе анализа предложен новый метод калибровки погрешности измерения угла, основанный на улучшенном методе аппроксимации кривой B-сплайна-градиентного спуска и оптимизации роя частиц - радиальной базисной функции нейронной сети (IBSCF-GDPSO-RBF). Метод позволяет устранить ошибку измерения угла, вызванную крутильной деформацией инструмента. Представлены этапы метода IBSCF-GDPSO-RBF, а компенсация погрешности угловых измерений выполняется в условиях нагрузки. Эксперимент показывает, что деформация прибора вызвала погрешность измерения угла после компенсации в пределах ± двух угловых секунд. В данной статье предлагается метод калибровки ошибок, основанный на методе IBSCF-GDPSO-RBF. Он представляет собой эталон для измерения и оценки фактической крутильной жесткости редуктора Rotary Vector (RV) при любой нагрузке.

В последнее время роботы-редукторы широко применяются в индустрии автоматизации1. Примечательно, что характеристики редуктора робота напрямую влияют на точность и эффективность движения промышленного робота2. Таким образом, обнаружение особенностей робота-редуктора существенно способствует развитию сектора автоматизации оборудования3. Характеристические параметры редуктора обычно включают пусковой момент, рабочий момент и жесткость на кручение4,5,6. Многие ученые тщательно изучали крутильную жесткость редуктора и анализировали его статические характеристики7,8,9,10. Однако эти исследования ограничены методами и приборами измерений, которые не могут способствовать улучшению характеристик промышленного редуктора.

Детектор производительности редуктора собран из металлических деталей, а не из идеального твердого тела. Что касается механической конструкции всей машины, большинство детекторов имеют горизонтальную последовательную структуру11,12,13,14. Когда система измерительного вала передает достаточный крутящий момент, слабая жесткость вала в валу прибора будет серьезно искажена. Таким образом, существует отклонение между точной крутильной деформацией редуктора Rotary Vector (RV) и результатами угловых измерений. Таким образом, можно видеть, что на точность измерений серьезно повлияет искажение измерительной цепи при проверке крутильной жесткости редуктора. Результаты угловых измерений прибора не могут использоваться в качестве надлежащей крутильной жесткости редуктора RV15,16,17. Необходимо применить практический метод для устранения эффекта, вызванного крутильной деформацией детектора редуктора робота18,19,20.

Многие эксперты и ученые изучали эту проблему. Согласно быстрому эффекту большой деформации кручения, Ван Чжицяо и др. теоретически проанализировал угол деформации сплошного круглого стержня и установил кривую зависимости между деформацией и быстрым эффектом21. Цзя Х.К. и др. проанализировали погрешность существующих методов измерения деформаций кручения и дали формулу расчета угловой погрешности22. Сайгун А. и др. предложил метод расчета крутильной жесткости деталей на основе анализа методом конечных элементов23. Зигмунд О. и др. изучили ситуацию напряжения и деформации пластичных металлических материалов, представленных конструкционной сталью, после крутящего момента, и обнаружили, что связь между напряжением и деформацией является линейной в определенном диапазоне, а ошибка смещения деформации, возникающая в процессе повторных испытаний, является повторяющейся24. Эта функция гарантирует, что угловая ошибка, вызванная деформацией металлического материала, является систематической ошибкой, что позволяет повысить точность измерения угла за счет надежного и эффективного метода компенсации ошибок. Однако все вышеперечисленные исследования в основном концентрируются на простом деформировании одной детали и не подходят для сложного деформирования передаточной цепи в инструменте под действием высокого крутящего момента.