圓光柵編碼器在航空航天、智能機(jī)器人、高檔數(shù)控機(jī)床、高精度坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)圓光柵編碼器的測(cè)量精度的要求也越來(lái)越高。安裝偏心誤差對(duì)圓光柵編碼器的測(cè)角精度有很大的影響,測(cè)量求出安裝偏心誤差參數(shù)、補(bǔ)償因偏心誤差帶來(lái)的測(cè)量誤差至關(guān)重要。針對(duì)圓光柵偏心誤差參數(shù)測(cè)量與補(bǔ)償問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)了基于機(jī)器視覺的圓光柵安裝偏心參數(shù)測(cè)量系統(tǒng),提出了機(jī)器視覺方式圓光柵偏心誤差參數(shù)辨識(shí)算法;同時(shí)針對(duì)現(xiàn)有雙讀數(shù)頭方式圓光柵安裝偏心誤差參數(shù)測(cè)量和補(bǔ)償存在的問(wèn)題,提出了改進(jìn)的誤差補(bǔ)償算法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,所設(shè)計(jì)的偏心誤差測(cè)量系統(tǒng)能夠有效實(shí)現(xiàn)圓光柵偏心誤差參數(shù)辨識(shí),所提出的補(bǔ)償算法能有效提升圓光柵編碼器角度測(cè)量精度。根據(jù)機(jī)器視覺方式圓光柵編碼器安裝偏心參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的技術(shù)要求,首先設(shè)計(jì)了參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)的總體方案,在此基礎(chǔ)上,研究了基于機(jī)器視覺的偏心參數(shù)辨識(shí)算法,分析了測(cè)量裝置的總體結(jié)構(gòu),詳細(xì)介紹了鏡頭位置調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)和圓光柵旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程。其次根據(jù)偏心誤差測(cè)量要求,對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心控制器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及圖像采集系統(tǒng)的工業(yè)相機(jī)、光學(xué)鏡頭以及光源等關(guān)鍵部件進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)。最后,研究了系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制的核心控制算法以及圖像處理的核心算法,詳細(xì)剖析了機(jī)器視覺偏心誤差測(cè)量系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制功能以及圖像處理功能模塊的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。針對(duì)已有雙讀數(shù)頭圓光柵安裝偏心參數(shù)測(cè)量與補(bǔ)償存在的測(cè)量過(guò)程繁瑣、補(bǔ)償精度低的問(wèn)題,本文在前人建立的安裝偏心誤差模型基礎(chǔ)上,分析了安裝偏心對(duì)圓光柵編碼器角度測(cè)量精度的影響,研究并提出了針對(duì)雙讀數(shù)頭方式的偏心誤差測(cè)量與補(bǔ)償模型,通過(guò)仿真對(duì)所提誤差測(cè)量和補(bǔ)償模型的效果進(jìn)行了驗(yàn)證。最后,為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的機(jī)器視覺偏心誤差測(cè)量系統(tǒng)的誤差參數(shù)測(cè)量精度,以及針對(duì)雙讀數(shù)頭方式提出的誤差測(cè)量和補(bǔ)償模型的效果,采用正二十三面棱體與光電自準(zhǔn)直儀配合實(shí)現(xiàn)測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,采用所提出的雙讀數(shù)頭誤差測(cè)量和補(bǔ)償模型,能夠有效辨識(shí)安裝偏心誤差參數(shù),并對(duì)角度測(cè)量誤差進(jìn)行補(bǔ)償,補(bǔ)償后的測(cè)角精度可達(dá)到1"以內(nèi)。同時(shí),兩種方式的圓光柵安裝偏心誤差測(cè)量結(jié)果相差小于1μm,很好地驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的機(jī)器視覺測(cè)量系統(tǒng)的精度和可靠性。通過(guò)以上研究,實(shí)現(xiàn)了對(duì)圓光柵安裝偏心的測(cè)量及補(bǔ)償,對(duì)于提高圓光柵測(cè)角精度起到了重要作用。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN762
【部分圖文】：

選自于國(guó)家重大科學(xué)儀器設(shè)備開》（項(xiàng)目編號(hào)：2013YQ220893）—是半徑為 1.8m 的球形區(qū)域，空間過(guò)±0.03mm，總重量要求不超過(guò)用的角度測(cè)量傳感器圓光柵編碼和意義玻璃載體上刻線獲得的光柵稱為角度測(cè)量。近年來(lái)，利用圓光柵地研制了高精度和高分辨率的圓航空航天、便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、7]。

的和意義形玻璃載體上刻線獲得的光柵稱為圓于角度測(cè)量。近年來(lái)，利用圓光柵產(chǎn)地研制了高精度和高分辨率的圓分、航空航天、便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、平1-7]。圖 1.1 圓光柵Fig 1.1 Circlar grating

圖 1.3 柔性坐標(biāo)測(cè)量機(jī).3 Flexible coordinate measuring m轉(zhuǎn)中心軸、光柵盤、發(fā)光二，光接收器將收到不同程度的軸之間存在較大的安裝偏心誤器測(cè)量角位移時(shí)，其測(cè)角誤差，圓光柵編碼器角度測(cè)量誤差及光柵條紋誤差等[10]。通過(guò)誤差和光柵條紋誤差在很小精度圓光柵編碼器以及高精度光柵編碼器測(cè)角精度的影響編碼器角度測(cè)量精度的最主，是最不可控的誤差源。圓光于受多種因素影響導(dǎo)致圓光柵生的偏移。圓光柵安裝偏心所

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本文編號(hào)：2833884