本项目是利用超高精度传感器,锁相环测量技术及中值定律算法、PID校正技术以全新的突破性的理论,实现了超高精度精密机床,精密机床在航空航天,机器人等高科技领域。将惯量的凝滞性和能量守恒定律再一次的升华应用,即电磁信号的相位比较的特性。
当前我国机床行业与国外同类产品之间还存在较大差距,主要表现在精度、重复性、可靠性以及控制技术和材料之间的匹配性方面。国内机床的精度约为±10μm,±10″,国际机床精度约±1μm,±1″,足见与国际水平差距之大。这一水平已经不能满足科技发展的需求,比如飞机航空发动机,涡轮弧形叶面等精密零配件就需要±1μm,±1″的精度,精密机器人的关节及精密机床的旋转轴及减速器等部件,都需要达到±1μm精度。
精密机床在汽车制造、航空航天、智能制造领域中起着至关重要的作用,国内机床精度±10um,国外已达到± 1um。
本项目最核心技术在于原创的锁相环超高精度测量技术,以其基准晶振及原子钟可达10-19的极高精度,将实现加工精度± 0.05um ,这是依托于:五项相关发明专利(已授权一项);自主研发的超高精度微位移传感器、高精度土壤水分仪的实践应用;CN201810109609-一种超高精度位移量的测量方法微细运动仿真算法,及利用多阶微分下的中值定律算法;最新的锁相环超高精度测量技术。
精密机床还有结构部分,机床机械结构,运动电机分为转自式和晶体直线电机式等,车铣刨磨等加工目标实际上就是依赖于加工头以及附着的运动体的超高运动精度和定位精度,并还依赖于如磨床技术,螺旋丝杆进给技术以及摆线轮技术,实际上都依赖于微位移的定位技术,及现有技术的高等数学算法下,但最终核心还是微位移传感技术,我们已经拥有纳米级别的微位移传感器技术,并且首次应用了锁相环的超高精度位移测量技术,已经申报了发明专利,从源头上保证机床的加工精度。
对温漂控制,材料(又分为被加工零配件材料及机床和机械结构材料两种)退火漂移参数的控制,防震动及电磁干扰控制等问题,在该方案下,对其要求可以大大降低,生产工艺变的简单。
再举一例,高精密摆线减速器及其在超高精密机床的加工方面的应用是典型代表,减速器在保证传动精度的前提下,需要在紧凑空间内传递大扭矩,承受过载冲击,并且预期工作寿命长,因而在设计上使用了过定位结构。过定位设计带来了极高的加工精度和装配工艺要求,尺寸控制精度动辄是微米及角秒级别,明显超过一般精密加工的范围,规模化生产受到加工设备、加工工艺及装配技术的严重制约。正因为机器人超精密减速器极高的加工精度和装配工艺要求,使得一般企业难以企及,特别是高精度机器人超精密减速器产品主要依赖进口。
自主研发的超高精度微位移传感器,一揽子技术解决。
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