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,對圓光柵編碼器的測量精度的要求也越來越高。安裝偏心誤差對圓光柵編碼器的測角精度有很大的影響,測量求出安裝偏心誤差參數(shù)、補(bǔ)償因偏心誤差帶來的測量誤差至關(guān)重要。針對圓光柵偏心誤差參數(shù)測量與補(bǔ)償問題,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)辨識算法;同時(shí)針對現(xiàn)有雙讀數(shù)頭方式圓光柵安裝偏心誤差參數(shù)測量和補(bǔ)償存在的問題,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)的偏心誤差測量系統(tǒng)能夠有效實(shí)現(xiàn)圓光柵偏心誤差參數(shù)辨識,所提出的補(bǔ)償算法能有效提升圓光柵編碼器角度測量精度。根據(jù)機(jī)器視覺方式圓光柵編碼器安裝偏心參數(shù)測量系統(tǒng)的技術(shù)要求,首先設(shè)計(jì)了參數(shù)測量系統(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)辨識算法,分析了測量裝置的總體結(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)過程。其次根據(jù)偏心誤差測量要求,對運(yùn)動控制系統(tǒng)的核心控制器、驅(qū)動電機(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)器視覺偏心誤差測量系統(tǒng)的運(yùn)動控制功能以及圖像處理功能模塊的實(shí)現(xiàn)過程。針對已有雙讀數(shù)頭圓光柵安裝偏心參數(shù)測量與補(bǔ)償存在的測量過程繁瑣、補(bǔ)償精度低的問題,本文在前人建立的安裝偏心誤差模型基礎(chǔ)上,分析了安裝偏心對圓光柵編碼器角度測量精度的影響,研究并提出了針對雙讀數(shù)頭方式的偏心誤差測量與補(bǔ)償模型,通過仿真對所提誤差測量和補(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)器視覺偏心誤差測量系統(tǒng)的誤差參數(shù)測量精度,以及針對雙讀數(shù)頭方式提出的誤差測量和補(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)測量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,采用所提出的雙讀數(shù)頭誤差測量和補(bǔ)償模型,能夠有效辨識安裝偏心誤差參數(shù),并對角度測量誤差進(jìn)行補(bǔ)償,補(bǔ)償后的測角精度可達(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)器視覺測量系統(tǒng)的精度和可靠性。通過以上研究,實(shí)現(xiàn)了對圓光柵安裝偏心的測量及補(bǔ)償,對于提高圓光柵測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)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN762
【部分圖文】：

選自于國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開》（項(xiàng)目編號：2013YQ220893）—是半徑為 1.8m 的球形區(qū)域，空間過±0.03mm，總重量要求不超過用的角度測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量。近年來，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量。近年來，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量角位移時(shí)，其測角誤差，圓光柵編碼器角度測量誤差及光柵條紋誤差等[10]。通過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角精度的影響編碼器角度測量精度的最主，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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2 沈頌;曹向群;陳遠(yuǎn)繩;;圓光柵直徑誤差數(shù)字化自動檢測[J];光學(xué)工程;1988年01期

3 胡學(xué)良;陳林;;任意等分圓光柵的刻劃[J];光學(xué)儀器;1988年06期

4 何勇勝;陳林;;高精度圓光柵復(fù)制的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)[J];光學(xué)儀器;1989年01期

5 王興元;劉西釗;楊云岐;;圓光柵的刻制及應(yīng)用[J];磨床與磨削;1980年03期

6 呂文松;魏愛敏;趙安太;;圓光柵的檢測及數(shù)據(jù)處理[J];光學(xué)工程;1982年01期

7 馮超鵬;祝連慶;潘志康;郭陽寬;;一種新的圓光柵偏心參數(shù)自標(biāo)定方法[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2016年11期

8 鄒自強(qiáng);;論圓光柵多頭讀數(shù)系統(tǒng)[J];光學(xué)機(jī)械;1983年02期

9 郭陽寬,李玉和,李慶祥,鞏娟,陳張瑋;運(yùn)動偏心對圓光柵副測量的影響及誤差補(bǔ)償[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年02期

10 徐杜，黃尚廉，楊冠玲;高精度多種進(jìn)制圓光柵制造方法的研究[J];量子電子學(xué);1995年01期

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1 王園;圓光柵安裝偏心誤差測量與補(bǔ)償技術(shù)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2018年

2 朱海軍;雙同心圓光柵二維平面位移測量術(shù)[D];四川大學(xué);2007年

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4 馬曉梅;基于PCI總線的圓光柵測角信號處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];沈陽航空航天大學(xué);2013年

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6 王妍;圓光柵讀數(shù)信號的關(guān)鍵處理技術(shù)[D];中國計(jì)量大學(xué);2016年

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本文編號：2833884