【摘要】：關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為多級(jí)串聯(lián)式極坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng),其測(cè)量誤差會(huì)逐級(jí)傳遞、積累放大,使得其精度相比于正交三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)還有較大差距,這制約了其在實(shí)際工程中的應(yīng)用。關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在不同測(cè)量姿態(tài)下,由六個(gè)關(guān)節(jié)上安裝的圓光柵編碼器測(cè)得的關(guān)節(jié)角度組合是不同的,而圓編碼器在各個(gè)角度上所存在的圓編碼器誤差也是不同的,因而在空間中測(cè)量不同點(diǎn)或固定一點(diǎn)不同姿態(tài)時(shí)由圓編碼器誤差所產(chǎn)生的測(cè)量誤差也會(huì)不同,若能找出測(cè)量誤差較小的區(qū)域(最佳測(cè)量區(qū)),測(cè)量時(shí)將被測(cè)件放置在最佳測(cè)量區(qū)中,顯然能夠提高測(cè)量時(shí)的測(cè)量精度。然而,關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)誤差源較多,單獨(dú)分析圓編碼器誤差對(duì)測(cè)量機(jī)測(cè)量空間誤差分布較為困難,本論文基于虛擬樣機(jī)技術(shù)建立了關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)虛擬樣機(jī)模型,并在該模型基礎(chǔ)下分析了圓編碼器誤差與空間測(cè)量誤差分布的關(guān)系,為后續(xù)研究打下了基礎(chǔ),主要研究?jī)?nèi)容如下：1、測(cè)出圓編碼器誤差,給出其數(shù)學(xué)表達(dá)式,并給出圖像顯示；2、應(yīng)用虛擬樣機(jī)技術(shù)建立關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的虛擬樣機(jī)模型,該模型消除了絕大部分誤差源,使能夠單獨(dú)分析由圓編碼器誤差而引起的測(cè)量誤差；3、提出了一種用采集一個(gè)面上的點(diǎn)替代整個(gè)測(cè)量空間的點(diǎn)的方法,該方法解決了在空間采集大量均勻點(diǎn)時(shí)存在的工作量大及復(fù)雜度高的問(wèn)題；4、基于MATLAB軟件,運(yùn)用向量化編程思想建立起分析由圓編碼器誤差而產(chǎn)生的空間誤差分布的平臺(tái),對(duì)空間任意固定點(diǎn)、一個(gè)平面以及整個(gè)空間的由圓編碼器誤差而產(chǎn)生的測(cè)量誤差進(jìn)行仿真分析,找出最佳測(cè)量區(qū)；并分析改變裝配測(cè)量機(jī)時(shí)安裝圓編碼器的初始安裝角度,達(dá)到可測(cè)區(qū)域內(nèi)測(cè)量誤差整體減小的目的。
[Abstract]:The joint coordinate measuring machine (CMM) is a multistage series polar coordinate measuring system, and its measuring error will be transmitted step by step and accumulated and amplified, which makes the precision of the CMM worse than that of the orthogonal CMM, which restricts its application in practical engineering. The joint angle combination measured by the circular grating encoder installed on the six joints is different for the joint coordinate measuring machine, and the error of the circular encoder in each angle is also different, under the different measuring attitude, the joint angle combination is different by using the circular grating encoder installed on the six joints, and the error of the circular encoder is also different in each angle. Therefore, when measuring different points or different attitude at a fixed point in space, the measurement error caused by the error of the circular encoder will also be different. If we can find out the area where the measurement error is small (the best measurement area), It is obvious that the precision of measurement can be improved by placing the measured parts in the optimum measuring area. However, there are many error sources of joint coordinate measuring machine (CMM), so it is difficult to analyze the error of circular encoder on the spatial error distribution of CMM alone. In this paper, a virtual prototype model of CMM is established based on virtual prototyping technology. On the basis of this model, the relationship between the error of circular encoder and the distribution of spatial measurement error is analyzed, which lays a foundation for further research. The main contents are as follows: 1. The error of circular encoder is measured and its mathematical expression is given. The image display is given. 2. The virtual prototype model of joint coordinate measuring machine (CMM) is established by using virtual prototyping technology. This model eliminates most of the error sources and makes it possible to analyze the measurement error caused by circular encoder error separately. 3. A method of replacing the whole measuring space with collecting points on one surface is proposed. This method solves the problem of large workload and high complexity when collecting a large number of uniform points in space. 4. Based on MATLAB software, a platform for analyzing spatial error distribution caused by circular encoder error is established by using vectorization programming thought. The measurement error caused by the circular encoder error in a plane and the whole space is simulated and analyzed to find out the best measurement area. At the same time, the initial installation angle of the circular encoder installed in the assembly measuring machine is analyzed to reduce the measurement error in the measurable area as a whole.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH721

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本文編號(hào)：2389961