Methode 106

Winkelpositions-Positionierungsprüfung

1. Prüfziel

Die Wiederholgenauigkeit und Positionierungsgenauigkeit des Prüftischs bei jeder gesteuerten Winkelposition innerhalb eines Bereichs von 360° im Zustand der Winkelpositionsregelung.

2. Prüfinstrumente

Kleiner Winkelmesser;

Der photoelektrische Autokollimator (im Folgenden als optisches Rohr bezeichnet) mit einer Auflösung von nicht weniger als 0,1";

Ein 360-zahniger Mehrzahn-Teiltisch (im Folgenden als 360-Zahn-Scheibe bezeichnet) und ein Planspiegel;

Eine 391-zahnige Mehrzahn-Teiltisch (im Folgenden als 391-Zahn-Scheibe bezeichnet) und ein Planspiegel;

23-flächiges Prisma, Klasse 1;

24-flächiges Prisma, Klasse 1.

3. Umgebungsbedingungen für die Prüfung

Umgebungstemperatur: 20±2°C;

Relative Luftfeuchtigkeit: <70%.Anforderungen an die Vibrationsisolierung: Der zu prüfende Drehtisch muss auf einem schwingungsisolierten Fundament platziert werden, ohne starke Vibrationen oder Stöße in seiner Umgebung;

Anforderungen an das elektromagnetische Feld: In der Nähe des Prüfplatzes dürfen keine starken elektromagnetischen Störungen auftreten.

4. Prüfmethoden

Vor der Prüfung werden die Mehrzahn-Scheibe und der Planspiegel oder das mehrflächige Prisma am Drehmittelpunkt der zu messenden Welle auf dem Drehtisch montiert. Das optische Rohr wird am feststehenden Teil der zu messenden Welle oder auf einem gut isolierten Fundament montiert, wobei sichergestellt wird, dass die optische Achse des optischen Rohrs senkrecht zum Planspiegel oder zur Prismenfläche steht. Der Drehtisch wird gestartet und stellt sicher, dass er im Zustand der Winkelpositionsregelung normal und stabil arbeitet.

4.1 Direkte Prüfmethode

4.1.1 Wiederholgenauigkeit der Winkelpositionierung

Für das Experiment wird ein 23-flächiges Prisma oder eine 391-Zahn-Scheibe und ein Planspiegel verwendet. Ausgehend von einer beliebigen Winkelposition θ₁ der zu prüfenden Achse wird die Fläche I des Prismas oder der Planspiegel mit dem Lichtrohr ausgerichtet und die Ablesung des Lichtrohrs a₁i aufgezeichnet. Anschließend werden nacheinander Positionsbefehle Ai (i=1,…,23) gegeben, um die zu prüfende Achse um den angegebenen Winkelwert des Prismas zu drehen, und die entsprechende Ablesung des Lichtrohrs a₁i aufgezeichnet. Dann wird, ausgehend von θ₁, die zu prüfende Achse in die entgegengesetzte Richtung gedreht und das obige Experiment wiederholt, wobei die entsprechende Ablesung des Lichtrohrs a₂i aufgezeichnet wird. Bei Verwendung einer Mehrzahn-Scheibe sollte die Scheibe in die entgegengesetzte Richtung um den von der Drehachse gedrehten Winkel gedreht werden, um den Planspiegel mit dem Lichtrohr auszurichten.

4.1.2 Genauigkeit der Winkelpositionierung

4.1.2.1 Komponentenprüfmethode

4.1.2.1.1 Teilgenauigkeit

Für das Experiment wird ein 24-flächiges Prisma oder eine 360-Zahn-Scheibe und ein Planspiegel verwendet. Ausgehend von Position 0 auf der Digitalanzeige des Winkelpositionierungssystems der zu messenden Achse wird die Fläche I des Prismas oder Position 0 der Mehrzahn-Scheibe mit dem Lichtrohr ausgerichtet und die Ablesung des Lichtrohrs a₁ aufgezeichnet. Anschließend werden nacheinander Positionsbefehle Ai (i=1,…,24) gegeben, um die zu messende Achse um die angegebene Winkelposition des Prismas zu drehen, und die Ablesung des Lichtrohrs a₁i aufgezeichnet. Bei Verwendung einer Mehrzahn-Scheibe sollte die Scheibe in die entgegengesetzte Richtung um den von der zu messenden Achse gedrehten Winkel gedreht werden, bis der Planspiegel mit dem Lichtrohr ausgerichtet ist.

4.1.2.1.2 Unterteilungsgenauigkeit

Mit einem kleinen Winkelmesser wird je nach den spezifischen Anforderungen des ausgewählten kleinen Winkelmessers dessen Drehteil auf der zu messenden Welle und dessen feststehender Teil auf dem feststehenden Teil der zu messenden Welle oder auf einem gut schwingungsisolierten Fundament montiert.

Drei Winkelpositionen im Bereich von 360° der zu messenden Achse wurden für die Unterteilungsprüfung ausgewählt. Das Winkelpositionierungssystem wurde bei der 0°-Position verwendet, und die Winkelpositionen θm und θn mit den maximalen positiven und negativen Fehlern aus der Teilgenauigkeitsprüfung. Die Auswahl des Unterteilungswinkelintervalls erfolgte wie folgt: Bei Verwendung eines 720-poligen induktiven Synchros als Winkelmesselement betrug das Unterteilungswinkelintervall 1°, und die Anzahl der Unterteilungspunkte betrug 17; bei Verwendung anderer Winkelmesselemente wurde das Winkelintervall als ein Unterteilungszyklus gewählt, und die Anzahl der Unterteilungspunkte betrug nicht weniger als 9.

Die Unterteilungsgenauigkeitsprüfung der 0°-Position beginnt bei der 0°-Position des Winkelpositionierungssystems der zu messenden Achse. Die Ablesung b₀₁ des kleinen Winkelmessers wird aufgezeichnet, und nacheinander werden die Positionsbefehle Bi (i=1,…,17) gegeben, um die zu messende Achse jedes Mal um 1°/17 zu drehen, und die Ablesung b₀i des kleinen Winkelmessers wird aufgezeichnet.

Die Prüfmethode für die Positionsunterteilungsgenauigkeit von θm und θn ist die gleiche wie oben, und die Ablesungen des kleinen Winkelmessers werden als b₁i bzw. b₂i aufgezeichnet.

4.1.2.2 Umfassende Prüfmethode

Für das Experiment wird ein 23-flächiges Prisma oder eine 391-Zahn-Scheibe und ein Planspiegel verwendet. Ausgehend von Position 0 auf der Digitalanzeige des Winkelpositionierungssystems für die zu messende Achse wird Fläche 1 des Prismas oder Position 0 der Scheibe mit dem Lichtrohr ausgerichtet und die Ablesung des Lichtrohrs C₁ aufgezeichnet. Anschließend werden nacheinander die Positionsbefehle Ci (i=1,…,23) gegeben, um die zu messende Achse um die vom Prisma vorgegebene Winkelposition zu drehen, und die Ablesung des Lichtrohrs Ci aufgezeichnet. Bei Verwendung einer Mehrzahn-Scheibe wird die Scheibe in die entgegengesetzte Richtung um den von der zu messenden Achse gedrehten Winkel gedreht, um den Planspiegel mit dem Lichtrohr auszurichten.

4.2 Indirekte experimentelle Methode

4.2.1 Wiederholgenauigkeit der Winkelpositionierung

4.2.1.1 Wiederholgenauigkeit der Winkelpositionsmessung

Die Wiederholgenauigkeit der Winkelpositionsmessung Eα wird gemäß den Punkten 4.1 und 5.1 in Methode 104 ermittelt.

4.2.1.2 Wiederholgenauigkeit der Winkelpositionsregelung

Die Wiederholgenauigkeit der Winkelpositionsregelung Eαc wird gemäß den Punkten 4.1 und 5.1 in Methode 105 ermittelt.

4.2.2 Genauigkeit der Winkelpositionierung

4.2.2.1 Genauigkeit der Winkelpositionsmessung

Die Genauigkeit der Winkelpositionsmessung +Uα und -Uα wird gemäß den Punkten 4.2 und 5.2 in Methode 104 ermittelt.

4.2.2.2 Genauigkeit der Winkelpositionsregelung

Die Genauigkeit der Winkelpositionsregelung Uαc wird gemäß den Punkten 4.2 und 5.2 in Methode 105 ermittelt.

5. Datenverarbeitung und Ergebnisbewertung

5.1 Direkte experimentelle Methode

5.1.1 Wiederholgenauigkeit der Winkelpositionierung

Vorgehen gemäß Abschnitt 5.1 von Methode 104.

5.1.2 Genauigkeit der Winkelpositionierung

5.1.2.1 Komponentenprüfmethode

Vorgehen gemäß Abschnitt 5.2.1 von Methode 104.

5.1.2.2 Umfassende Prüfmethode

Vorgehen gemäß Abschnitt 5.2.2 von Methode 104.

5.2 Indirekte experimentelle Methode

5.2.1 Wiederholgenauigkeit der Winkelpositionierung

5.2.2 Genauigkeit der Winkelpositionierung

Die Genauigkeit der Winkelpositionierung ist +Uαp und -Uαp.