一种精密碳膜电位计自动修刻系统，适用于航空航天技术领域。电位计自动修刻系统由恒流源供电电路、直线形电位计刀具半径补偿结构、电位计自动修刻系统、直线形电位计夹具结构组成。系统通过引入高精度的伺服数控系统和高稳定性的数据采集系统，对精密碳膜电位计进行修正，提高了修刻精度与成品率，该系统精度较高，稳定性能良好，具有良好的实时性、稳定性，且具有较强的抗干扰性和可靠性。
【技术实现步骤摘要】
一种精密碳膜电位计自动修刻系统所属
本专利技术涉及一种精密碳膜电位计自动修刻系统，适用于航空航天
技术介绍
精密碳膜电位计作为位置反馈元件被广泛应用于航空航天
的伺服反馈系统中。随着覆膜修正新工艺的产生，传统碳膜电位计的生产效率和成品率面临着重大挑战，而影响电位计生产合格率的一个重要因素就是电位计的线性度修正环节。目前传统的电位计修刻方式仍然以手工或半自动化修刻为主，修刻原理以电桥法居多，虽然国内有部分企业实现了自动化修刻，但是真正实现电位计修刻的高精度高效率高合格率高精度还有许多难点需要不断克服与改进。精密碳膜电位计俗称精密合成碳膜电位器(以下简称电位计，在航天航空领域的伺服机构中常用做位置反馈元件，根据其位置反馈类型线位移和角位移分为直线形电位计和环形电位计。电位计通过将电阻液均匀地喷涂在绝缘基体骨架上经烘干聚合工艺后形成一层致密均匀的电阻膜再经去浮膜、涂银焊线等工艺后制作而成。在使用过程中，通常在电位计两端加以恒压源，利用电刷臂将线位移或角位移的变化转换成电压(电阻)的变化已实现对位移的精确反馈。由于此类电位计相比起老式的电位器式传感器结构大大简化，输出精度大大提高，同时具有较长的机械寿命、极强的抗噪声能力以及超高的耐磨、耐油性能，电位计被广泛应用于雷达、导弹、火炮等军工领域中，并已经拓展到民用领域，电位计的需求量逐年增加。作为位置反馈元件，评价电位计性能好坏最重要的指标就是电阻膜的线性度，亦称非线性误差。经喷涂去浮膜等工艺后，电位计的线性度仅能达到2%或者更低，因此需要对电位计进行线性度修正又称电位计修刻。电位计修刻即是对电位计的线性度进行修正，通过对电阻膜进行一系列的检测、评估、修整来提高电位计的线性度以期满足使用要求。目前国内的修刻方式较为原始，传统普遍采用磨削或者铣削方式对电位计进行修刻，并且多为在线修刻即边测量边修刻。此种修刻方式之所以能沿用至今是因为修刻的原理是基于电桥平衡法，并且在检测修刻过程中始终保持电刷与碳膜的接触更接近电位计实际使用工况。即便如此，这种修刻方式也存在一定的问题。随着市场对电位计高精度高线性度的要求，这种传统的修刻方式并不能完全满足使用要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种精密碳膜电位计自动修刻系统，通过引入高精度的伺服数控系统和高稳定性的数据采集系统，对精密碳膜电位计进行修正，提高了修刻精度与成品率，该系统精度较高，稳定性能良好，具有良好的实时性、稳定性，且具有较强的抗干扰性和可靠性。本专利技术所采用的技术方案是：精密碳膜电位计自动修刻系统由恒流源供电电路、直线形电位计刀具半径补偿结构、电位计自动修刻系统、直线形电位计夹具结构组成。所述恒流源供电的修刻方式采用电位计总电压反馈算法，即只需对总电压进行检测而不需要电刷参与来完成整个修刻过程。其中理想电压值的获取算法是采用最大电压梯度法。所谓最大电压梯度法是基于梯度在线性系统中即为直线斜率的概念，在电位计等分点测量的情况下，将相邻两点之间近似为直线关系，此段直线的梯度即为此直线的斜率，在N段曲线内求取最大直线斜率作为理想电压的直线斜率。所述直线形电位计刀具半径补偿结构对电位计某点的修刻认为是该点碳膜的去除过程，但实际上修刻刀具修刻的并非点而是一个刻槽，此刻槽的大小根据修刻深度和刀具半径有关。刻槽所引起的电阻变化是该槽所在范围的点的电阻值的变化，包含了修刻点的电阻变化。为了消除刀具半径引入的这个越位量需要将修刻头控制在铣削点靠近电气零位的区域，修刻平稳性是建立在低速进给基础上，而修刻效率则需要提高进给速度，出了分段分速度进给方式，既可以提高修刻速度同时又兼顾修刻平稳性。根据该修刻点的修刻电压量设定进给速度，当修刻量较大时可以适当加快修刻速度，随着修刻进行在接近理想电压时适当放慢进给速度。所述电位计自动修刻系统主要包括电位计机械结构系统和电位计电气系统两个部分。其中机械结构部分主要包括电位计工装夹具，测量用电刷结构设计以及除尘装置的结构设计。电气系统由电位计检测系统和电位计修刻系统两个部分组成。对电位计提供恒流的恒流源、对电压模拟量进行A/D转换的电压采集模块以及数字量采集模块构成了电位计检测系统，主要实现对电位计的恒流供电和模拟电压采集处理送入上位机。电位计修刻模块包括三位数控工作台、电主轴、修刻刀具等部分，通过对三维数控工作台对电位计碳膜进行准确定位并不断调整电位计修刻工位，电主轴带动修刻刀具旋转以实现对碳膜的切削。所述直线形电位计夹具结构中，直线电位计6装夹在夹具体4上的直角槽内，由两个平面限制其五个自由度，然后通过压紧螺钉8带动压板7实现夹紧，在压板与夹具体之间装有弹簧片9以实现松开压紧螺钉时压板复位便于电位计取换。整个夹具固定在三位工作台上，通过定位平键11与T型槽来保证其与X方向的水平。同时，夹具上配有航空插头接口、快速接线柱以实现操作的灵活快捷。本专利技术的有益效果是：通过引入高精度的伺服数控系统和高稳定性的数据采集系统，对精密碳膜电位计进行修正，提高了修刻精度与成品率，该系统精度较高，稳定性能良好，具有良好的实时性、稳定性，且具有较强的抗干扰性和可靠性。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的恒流源供电。图2是本专利技术的直线形电位计刀具半径补偿结构。图3是本专利技术的电位计自动修刻系统。图4是本专利技术的直线形电位计夹具结构。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1，恒流源供电的修刻方式采用电位计总电压反馈算法，即只需对总电压进行检测而不需要电刷参与来完成整个修刻过程。其中理想电压值的获取算法是采用最大电压梯度法。所谓最大电压梯度法是基于梯度在线性系统中即为直线斜率的概念，在电位计等分点测量的情况下，将相邻两点之间近似为直线关系，此段直线的梯度即为此直线的斜率，在N段曲线内求取最大直线斜率作为理想电压的直线斜率。如图2,直线形电位计刀具半径补偿结构对电位计某点的修刻认为是该点碳膜的去除过程，但实际上修刻刀具修刻的并非点而是一个刻槽，此刻槽的大小根据修刻深度和刀具半径有关。刻槽所引起的电阻变化是该槽所在范围的点的电阻值的变化，包含了修刻点的电阻变化。为了消除刀具半径引入的这个越位量需要将修刻头控制在铣削点靠近电气零位的区域，修刻平稳性是建立在低速进给基础上，而修刻效率则需要提高进给速度，出了分段分速度进给方式，既可以提高修刻速度同时又兼顾修刻平稳性。根据该修刻点的修刻电压量设定进给速度，当修刻量较大时可以适当加快修刻速度，随着修刻进行在接近理想电压时适当放慢进给速度。如图3，电位计自动修刻系统主要包括电位计机械结构系统和电位计电气系统两个部分。其中机械结构部分主要包括电位计工装夹具，测量用电刷结构设计以及除尘装置的结构设计。电气系统由电位计检测系统和电位计修刻系统两个部分组成。对电位计提供恒流的恒流源、对电压模拟量进行A/D转换的电压采集模块以及数字量采集模块构成了电位计检测系统，主要实现对电位计的恒流供电和模拟电压采集处理送入上位机。电位计修刻模块包括三位数控工作台、电主轴、修刻刀具等部分，通过对三维数控工作台对电位计碳膜进行准确定位并不断调整电位计修刻工位，电主轴带动修刻刀具旋转以实现对碳膜的切削。如图4，直线形电位计夹具结构中，直线电位计6装夹在夹具体4上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种精密碳膜电位计自动修刻系统，其特征是：所述的自动修刻系统由恒流源供电电路、直线形电位计刀具半径补偿结构、电位计自动修刻系统、直线形电位计夹具结构组成。
【技术特征摘要】
1.一种精密碳膜电位计自动修刻系统，其特征是：所述的自动修刻系统由恒流源供电电路、直线形电位计刀具半径补偿结构、电位计自动修刻系统、直线形电位计夹具结构组成。2.根据权利要求1所述的一种精密碳膜电位计自动修刻系统，其特征是：所述恒流源供电的修刻方式采用电位计总电压反馈算法，即只需对总电压进行检测而不需要电刷参与来完成整个修刻过程。3.根据权利要求1所述的一种精密碳膜电位计自动修刻系统，其特征是：所述的所谓最大电压梯度法是基于梯度在线性系统中即为直线斜率的概念，在电位计等分点测量的情况下，将相邻两点之间近似为直线关系，此段直线的梯度即为此直线的斜率，在N段曲线内求取最大直线斜率作为理想电压的直线斜率。4.根据权利要求1所述的一种精密碳膜电位计自动修刻系统，其特征是：所述的直线形电位计刀具半径补偿结构对电位计某点的修刻认为是该点碳膜的去除过程，但实际上修刻刀具修刻的并非点而是一个刻槽，此刻槽的大小根据修刻深度和刀具半径有关。5....
【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏伟，
申请(专利权)人：陈宏伟，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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