精密转台角分度误差补偿

王福全; 王珏; 谢志江; 刘丰林

doi:10.3788/OPE.20172508.2165

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精密转台角分度误差补偿

微纳技术与精密机械 | 更新时间：2020-07-07

- 精密转台角分度误差补偿
- Compensation of angular indexing error for precision turntable
- 光学精密工程 2017年25卷第8期页码：2165-2172
- 作者机构：
  
  1.重庆大学机械工程学院, 重庆 400030
  2.重庆大学光电技术与系统教育部重点实验室, 重庆 400030
  3.重庆大学工业CT无损检测教育部工程研究中心, 重庆 400030
- 作者简介：
  
  [ "王福全(1979-), 男, 吉林长春人, 博士研究生, 助理研究员, 2005年于重庆交通大学获得学士学位, 2008年于重庆大学获得硕士学位, 主要从事机电一体化、精密机械及仪器、工业CT技术及系统、计算流体力学以及超精密主轴加工技术等方面的研究。E-mail:wang_fuquan@126.com" ]
  谢志江(1963-), 湖南双峰人, 博士, 教授、博士生导师, 1983年于河南理工大学获得学士学位, 1992年于重庆大学获得博士学位, 主要从事智能制造与装备、机电一体化、复杂机电系统和设备状态监测与故障诊断技术方面的研究。E-mail:xie@cqu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(61471070);国家重大科学仪器设备开发专项(2013YQ030629)
- DOI：10.3788/OPE.20172508.2165
  中图分类号： TB922
- 收稿日期：2017-03-01，
  
  录用日期：2017-4-13，
  
  纸质出版日期：2017-08-25
- 稿件说明：
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王福全, 王珏, 谢志江, 等. 精密转台角分度误差补偿[J]. 光学精密工程, 2017,25(8):2165-2172.

Fu-quan WANG, Jue WANG, Zhi-jiang XIE, et al. Compensation of angular indexing error for precision turntable[J]. Optics and precision engineering, 2017, 25(8): 2165-2172.
王福全, 王珏, 谢志江, 等. 精密转台角分度误差补偿[J]. 光学精密工程, 2017,25(8):2165-2172. DOI： 10.3788/OPE.20172508.2165.

Fu-quan WANG, Jue WANG, Zhi-jiang XIE, et al. Compensation of angular indexing error for precision turntable[J]. Optics and precision engineering, 2017, 25(8): 2165-2172. DOI： 10.3788/OPE.20172508.2165.

摘要

为了修正精密转台中由圆光栅安装偏心、倾斜等引起的角分度误差，提出一种基于稀疏分解的角分度误差补偿方法。首先，分析了圆光栅安装偏心、倾斜等对精密转台角分度误差的影响。然后，根据圆光栅测角误差中不同阶次误差项的特性，结合稀疏分解思想与谐波分析建立了角分度误差补偿模型，对转台的角分度误差进行补偿。最后，搭建试验平台，采用提出的角分度误差补偿模型对精密转台角分度误差进行修正，验证该方法的有效性。试验结果表明：该方法能够将角分度精度提高2个数量级，对角分度误差最大值为90.85"的转台进行误差补偿后，能够使角定位误差的最大值减小到0.64"。采用该方法进行误差补偿后，能够显著提高角度定位精度，结果满足精密转台角位移的高精度测试要求。

Abstract

A compensation method for angular indexing error was introduced based on sparse decomposition to correct the angular indexing error caused by the eccentric and tilt of circular gratings installment in a precision turntable. First

the effect of circular grating installed eccentric and tilt on the angular indexing error was analyzed. Next

according to the characteristics of different orders of error in measuring error of circular grating angle

a compensation model of angular indexing error was built based on the sparse decomposition theory and the harmonic analysis to compensate the angular indexing error of the turntable. Finally

a test platform was established

and the effectiveness of the proposed method was verified to compensate the angular indexing error of a precision turntable. The experimental results show that the proposed method can increase 2 orders of magnitude of the angular indexing accuracy. The maximum value of angular indexing error can be reduced to 0.64" from 90.85" through proposed error compensation method. After error compensation with the method

the accuracy of angle positioning can be remarkably improved

meeting the high-accuracy testing requirements of angular displacement of a precision turntable.

关键词

Keywords

references

姜登明, 魏亮, 姚腾蛟, 等.高精度转台装配误差分析和补偿[J].导航与控制, 2015, 14(3):108-111+107.

JIANG D M, WEI L, YAO T J, et al.. Error analysis and compensation for high accuracy turntable[J]. Navigation and Control, 2015, 14(3):108-111+107. (in Chinese)

郭敬滨, 曹红艳, 王克新, 等.转台分度误差检测及补偿技术的研究[J].中国机械工程, 2014, 25(7):894-899.

GUO J B, CAO H Y, WANG K X, et al.. Study on verification and compensation of indexing errors for turntable[J]. China Mechanical Engineering, 2014, 25(7):894-899. (in Chinese)

赵人杰, 马文礼.利用误差谐波补偿法提高金属圆光栅测角精度[J].仪器仪表用户, 2009, 16(3):69-71.

ZHAO R J, MA W L. Improving the accuracy of new-type encoders using error harmonic compensation[J]. Electronic Instrumentation Customer, 2009, 16(3):69-71. (in Chinese)

艾晨光, 褚明, 孙汉旭.基准圆光栅偏心检测及测角误差补偿[J].光学精密工程, 2012, 20(11):2479-2484.

AI CH G, CHU M, SUN H X. Eccentric testing of benchmark circular grating and compensation of angular error[J]. Opt. Precision Eng., 2012, 20(11):2479-2484.(in Chinese)

糜小涛, 高胜英.圆光栅偏心对仿真转台角位置精度的影响[J].长春理工大学学报(自然科学版), 2014, 37(3):9-12.

MI X T, GAO SH Y. Effect of eccentric of circular gratings on angular position accuracy of simulator[J]. Journal of Changchun University of Science and Technology(Natural Science Edition), 2014, 37(3):9-12. (in Chinese)

郭敬滨, 曹红艳, 王克新, 等.转台分度误差的检定及补偿模型的建立[J].天津大学学报(自然科学与工程技术版), 2014, 47(6):524-529.

GUO J B, CAO H Y, WANG K X, et al.. Check of indexing error for turntable and establishment of its compensation model[J]. Journal of Tianjin University(Science and Technology), 2014, 47(6):524-529. (in Chinese)

折文集, 高立民, 杨永清, 等.激光跟踪仪测角误差标定及补偿[J].仪器仪表学报, 2015, 36(SI):52-56.

SHE W J, GAO L M, YANG Y Q, et al.. Calibration and compensation of angular error in laser tracker[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2015, 36(SI):52-56.(in Chinese)

冯超鹏, 祝连庆, 潘志康, 等.一种新的圆光栅偏心参数自标定方法[J].仪器仪表学报, 2016, 37(11):2459-2464.

FENG CH P, ZHU L Q, PAN ZH K, et al.. New self-calibration method of circular grating eccentric parameters[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2016, 37(11):2459-2464. (in Chinese)

劳达宝, 周维虎, 李万红, 等.基于遗传算法的柱面光栅测角技术研究[J].红外与激光工程, 2015, 44(7):2182-2188.

LAO D B, ZHOU W H, LI W H, et al.. Cylindrical grating angle measurement technology based on genetic algorithm[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(7):2182-2188. (in Chinese)

KAUL S K, TICKOO A K, KOUL R, et al.. Improving the accuracy of low-cost resolver-based encoders using harmonic analysis[J]. Nuclear Instruments & Methods in Physics Research, 2008, 586(2):345-355.

高旭, 万秋华, 王树洁, 等.光电轴角编码器信号补偿技术的研究进展[J].光电子技术, 2013, 33(2):131-136.

GAO X, WAN Q H, WANG SH J, et al.. Development of signal compensation technology for photoelectric rotary encoder[J]. Optoelectronic Technology, 2013, 33(2):131-136. (in Chinese)

苏燕芹, 张景旭, 陈宝刚, 等.谐波分析方法在提高精密转台回转精度中的应用[J].红外与激光工程, 2014, 43(1):274-278.

SU Y Q, ZHANG J X, CHEN B G, et al.. Harmonic analysis application in accuracy improvement of precise turntable[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(1):274-278. (in Chinese)

张功, 张晓飞, 王昱峰, 等.角位置测量误差补偿方法研究[J].测试技术学报, 2016, 30(4):353-357.

ZHANG G, ZHANG X F, WANG Y F, et al.. Study on error compensation of angular position measurement[J]. Journal of Test and Measurement Technology, 2016, 30(4):353-357. (in Chinese)

DONOHO D L, ELAD M, TEMLYAKOV V N. Stable recovery of sparse overcomplete representations in the presence of noise[J]. IEEE Transactions on Information Theory, 2006, 52(1):6-18.

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