【摘要】：隨著國內(nèi)外汽車制造、模具等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對各種汽車零部件及復雜模具等產(chǎn)品的性能和質(zhì)量提出了更高的要求。滿足這些要求的核心是對產(chǎn)品進行三維數(shù)據(jù)的精確測量。而三坐標測量機具有高精度、高效率、高穩(wěn)定性以及較強通用性的優(yōu)勢,且被廣泛應(yīng)用于機械、汽車、模具和航空等先進制造技術(shù)和科學研究領(lǐng)域中。然而,隨著先進制造技術(shù)和逆向工程的快速發(fā)展,對三坐標測量機在測量速度和精度方面有了更嚴格的要求。本文以移動橋式三坐標測量機為研究對象,深入研究了其測控系統(tǒng)的三大組成部分及其關(guān)鍵技術(shù),并設(shè)計了相關(guān)實驗進行驗證。主要工作及研究成果如下:首先,分析了三坐標測量機測控系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),主要包括機械、測量和控制三大部分。該部分介紹了移動橋式三坐標測量機測控系統(tǒng)三大組成部分的具體構(gòu)成,并討論了該測控系統(tǒng)的核心部分:測頭和光柵測量系統(tǒng)。其次,研究了三坐標測量機測控系統(tǒng)中運動控制部分的關(guān)鍵技術(shù),包括S形加減速運動、多軸同步技術(shù)等,并對測量機的運動控制部分進行了定位精度實驗,證明了該運動控制系統(tǒng)的定位精度可達(1~2)μm。然后,闡述了測量機的觸發(fā)式測頭的結(jié)構(gòu)和工作原理,重點研究了測頭標定技術(shù),提出了等效測頭作用直徑的概念,并分析了不同運動參數(shù)對作用直徑的影響。針對預行程標定的主要難點,論文還提出了二次觸發(fā)控制策略,并用實驗證明了二次觸發(fā)控制策略的有效性。最后,研究了光柵測量系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)—測頭自聚焦控制系統(tǒng)。該技術(shù)主要是確保激光能以較快的速度聚焦到光柵平面,從而保證光柵測量系統(tǒng)的測量精度。在測頭自聚焦控制系統(tǒng)中,本文將優(yōu)化的變異粒子群算法(MPSO)引入BP-PID構(gòu)成MPSO-BP-PID控制器,并對BP-PID、PSO-BP-PID和MPSO-BP-PID三種控制器進行仿真對比,結(jié)果表明提出的MPSO-BP-PID控制器能夠在一定程度上提高系統(tǒng)的精確性、穩(wěn)定性和魯棒性。
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U466
【圖文】：

(c) 壓鑄模具制造業(yè) (d) 復雜零部件測量圖 1.1 三坐標測量機在不同領(lǐng)域的應(yīng)用結(jié)構(gòu)的不同，三坐標測量機可分為移動橋式、固定橋式、便攜式其中，移動橋式是一種應(yīng)用很廣泛的結(jié)構(gòu)形式，因其適合日常教大部分高校使用的是移動橋式三坐標測量機。因此，本論文中采為 Explorer 的移動橋式三坐標測量機為研究對象，其實物圖如圖時，在本論文中對移動橋式三坐標測量機所提出的研究思路和實同類型的坐標測量機均具有一定的參考和適用性。

(a) 飛機制造業(yè) (b) 航空航天行業(yè)(c) 壓鑄模具制造業(yè) (d) 復雜零部件測量圖 1.1 三坐標測量機在不同領(lǐng)域的應(yīng)用結(jié)構(gòu)的不同，三坐標測量機可分為移動橋式、固定橋式、便攜式其中，移動橋式是一種應(yīng)用很廣泛的結(jié)構(gòu)形式，因其適合日常教學大部分高校使用的是移動橋式三坐標測量機。因此，本論文中采用為 Explorer 的移動橋式三坐標測量機為研究對象，其實物圖如圖時，在本論文中對移動橋式三坐標測量機所提出的研究思路和實驗同類型的坐標測量機均具有一定的參考和適用性。

第一章 緒 論標測量機測控系統(tǒng)簡介統(tǒng)是機電一體化技術(shù)的關(guān)鍵組成部分，是現(xiàn)代工業(yè)自動化和裝的一環(huán)[15]。測控系統(tǒng)精度的高低直接決定了坐標測量機的動態(tài)使用成本。它主要包括控制、機械和測量三大部分。測控系統(tǒng)技術(shù)、自動控制技術(shù)、檢測傳感器技術(shù)、伺服傳動技術(shù)、計算以及系統(tǒng)集成技術(shù)為一體的綜合產(chǎn)物[16,17]。

【參考文獻】

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本文編號：2756038