Calibrage de l'erreur de mesure d'angle causée par la déformation de torsion de l'instrument de test de performance du réducteur industriel

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 21742 (2022) Citer cet article

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La mesure de la rigidité d'un réducteur de précision est essentielle à l'estimation du réducteur. Étant donné que les résultats de mesure du capteur angulaire incluent l'erreur de mesure d'angle provoquée par la déformation de torsion de l'instrument, ils ne peuvent pas être utilisés comme déformation de torsion réelle du réducteur. Cet article analyse les caractéristiques de déformation en torsion de l'instrument pour réduire l'erreur de mesure d'angle. Sur la base de l'analyse, une nouvelle méthode de calibrage de l'erreur de mesure d'angle basée sur la méthode améliorée d'ajustement de courbe B-spline-descente de gradient et d'optimisation d'essaim de particules -réseau neuronal à fonction de base radiale (IBSCF-GDPSO-RBF) est proposée. Le procédé peut éliminer l'erreur de mesure d'angle provoquée par la déformation de torsion de l'instrument. Les étapes de la méthode IBSCF-GDPSO-RBF sont présentées et la compensation des erreurs de mesure angulaire est exécutée dans des conditions de charge. L'expérience montre que la déformation de l'instrument a provoqué une erreur de mesure d'angle après compensation dans un délai de ± deux secondes angulaires. L'innovation de cet article propose la méthode de calibrage d'erreur basée sur la méthode IBSCF-GDPSO-RBF. Il fournit une référence pour mesurer et évaluer la rigidité en torsion réelle du réducteur Rotary Vector (RV) sous n'importe quelle charge.

Récemment, les robots réducteurs ont été largement utilisés dans l'industrie de l'automatisation1. Il est important de noter que les caractéristiques d'un robot réducteur affectent directement la précision et l'efficacité des mouvements d'un robot industriel2. Ainsi, la détection des caractéristiques du robot réducteur profite de manière significative au développement du secteur de l’automatisation des équipements3. Les paramètres caractéristiques du réducteur incluent généralement le couple de démarrage, le couple de fonctionnement et la rigidité en torsion4,5,6. De nombreux chercheurs ont étudié de manière approfondie la rigidité en torsion du réducteur et analysé les caractéristiques statiques du réducteur7,8,9,10. Cependant, ces études sont limitées par les méthodes et dispositifs de mesure, qui ne peuvent favoriser l'amélioration des caractéristiques du réducteur industriel.

Le détecteur de performance du réducteur est assemblé à partir de pièces métalliques plutôt que d'un corps rigide idéal. En termes de structure mécanique de l’ensemble de la machine, la plupart des détecteurs adoptent une structure en série horizontale11,12,13,14. Lorsque le système d'arbre de mesure transmet un couple important, la faible rigidité d'un arbre dans l'arbre de l'instrument sera sérieusement déformée. Ainsi, il existe un écart entre la déformation de torsion précise du réducteur à vecteur rotatif (RV) et les résultats de mesure angulaire. Ainsi, on peut voir que la précision de la mesure sera sérieusement affectée par la distorsion de la chaîne de mesure lors du test de rigidité en torsion du réducteur. Les résultats de mesure angulaire de l'instrument ne peuvent pas être utilisés comme rigidité en torsion appropriée du réducteur RV15,16,17. Une méthode pratique doit être adoptée pour éliminer l'effet provoqué par la déformation en torsion du détecteur de réducteur de robot18,19,20.

De nombreux experts et universitaires ont étudié ce genre de problème. Selon l'effet rapide d'une grande déformation de torsion, Wang Zhiqiao et al. analysé théoriquement l'angle de déformation d'une tige circulaire solide et établi la courbe de relation entre déformation et effet rapide21. Jia HK et coll. analysé l'erreur des méthodes de mesure de déformation en torsion existantes et a donné la formule de calcul de l'erreur d'angle22. Saygun A. et coll. a proposé une méthode de calcul de la rigidité en torsion des pièces basée sur l'analyse par éléments finis23. Sigmund O. et coll. a étudié la situation contrainte-déformation des matériaux métalliques ductiles représentés par l'acier de construction après couple et a découvert que la relation entre contrainte et déformation est linéaire dans une plage particulière et que l'erreur de déplacement de déformation produite au cours du processus d'essais répétés est répétitive24. Cette fonctionnalité garantit que l'erreur d'angle provoquée par la déformation du matériau métallique est une erreur systématique, ce qui permet d'améliorer la précision de la mesure d'angle grâce à une méthode de compensation d'erreur fiable et efficace. Cependant, toutes les recherches ci-dessus se concentrent principalement sur la simple déformation d'une seule pièce et ne conviennent pas à la déformation complexe de la chaîne de transmission dans l'instrument sous un couple élevé.