blog

Jul 07, 2023

Calibração do erro de medição de ângulo causado pela deformação torcional do instrumento de teste de desempenho do redutor industrial

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 21742 (2022) Citar este artigo 702 Acessos 1 Citações 1 Detalhes da Métrica Altmétrica A medição da rigidez de um redutor de precisão é essencial

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 21742 (2022) Citar este artigo

702 Acessos

1 Citações

1 Altmétrico

Detalhes das métricas

A medição da rigidez de um redutor de precisão é essencial para estimar o redutor. Como os resultados da medição do sensor angular incluem o erro de medição do ângulo causado pela deformação torcional do instrumento, ele não pode ser usado como a deformação torcional real do redutor. Este artigo analisa as características de deformação torcional do instrumento para reduzir o erro de medição do ângulo. Com base na análise, é proposto um novo método de calibração do erro de medição do ângulo com base no método aprimorado de ajuste de curva B-spline - descida de gradiente e otimização de enxame de partículas - método de rede neural de função de base radial (IBSCF-GDPSO-RBF). O método pode eliminar o erro de medição do ângulo causado pela deformação torcional do instrumento. As etapas do método IBSCF-GDPSO-RBF são apresentadas e a compensação do erro de medição angular é executada sob condições de carga. O experimento mostra que a deformação do instrumento causou erro de medição de ângulo após a compensação estar dentro de ± dois segundos angulares. A inovação deste artigo propõe o método de calibração de erros baseado no método IBSCF-GDPSO-RBF. Ele fornece uma referência para medir e avaliar a rigidez torcional real do redutor Rotary Vector (RV) sob qualquer carga.

Recentemente, os redutores robóticos têm sido amplamente aplicados na indústria de automação1. Significativamente, as características de um robô redutor afetam diretamente a precisão e a eficiência do movimento de um robô industrial2. Assim, a detecção de características do redutor do robô beneficia significativamente o desenvolvimento do setor de automação de equipamentos3. Os parâmetros característicos do redutor geralmente incluem o torque de partida, o torque de funcionamento e a rigidez torcional . Inúmeros estudiosos estudaram extensivamente a rigidez torcional do redutor e analisaram as características estáticas do redutor7,8,9,10. Porém, esses estudos são restritos a métodos e dispositivos de medição, que não podem promover a melhoria das características do redutor industrial.

O detector de desempenho do redutor é montado com peças metálicas em vez de um corpo rígido ideal. Em termos do layout da estrutura mecânica de toda a máquina, a maioria dos detectores adota uma estrutura em série horizontal . Quando o sistema de eixo de medição transmite amplo torque, a fraca rigidez de um eixo no eixo do instrumento será seriamente distorcida. Assim, há uma deflexão entre a deformação torcional precisa do redutor do Vetor Rotativo (RV) e os resultados da medição angular. Assim, pode-se perceber que a precisão da medição será seriamente afetada pela distorção na cadeia de medição no teste de rigidez torcional do redutor. Os resultados da medição angular do instrumento não podem ser utilizados como a rigidez torcional adequada do redutor do VD15,16,17. Um método prático deve ser adotado para eliminar o efeito causado pela deformação torcional do detector redutor do robô18,19,20.

Muitos especialistas e estudiosos estudaram esse tipo de problema. De acordo com o efeito rápido da grande deformação torcional, Wang Zhiqiao et al. analisaram teoricamente o ângulo de deformação de uma haste circular sólida e estabeleceram a curva de relação entre deformação e efeito rápido21. Jia HK et al. analisaram o erro dos métodos existentes de medição da deformação torcional e forneceram a fórmula de cálculo para o erro angular22. Saygun A. et al. propuseram um método de cálculo da rigidez torcional das peças baseado na análise de elementos finitos23. Sigmund O. et al. estudaram a situação tensão-deformação de materiais metálicos dúcteis representados pelo aço estrutural após o torque e descobriram que a relação entre tensão e deformação é linear em uma faixa específica, e o erro de deslocamento de deformação produzido no processo de testes repetidos é repetitivo . Este recurso garante que o erro angular causado pela deformação do material metálico seja um erro sistemático, o que torna possível melhorar a precisão da medição do ângulo através de um método de compensação de erro confiável e eficaz. No entanto, todas as pesquisas acima concentram-se principalmente na simples deformação de uma única peça e não são adequadas para a deformação complexa da corrente de transmissão no instrumento sob alto torque.