本文關(guān)鍵詞：關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)標(biāo)定技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《天津大學(xué)》 2008年

關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)標(biāo)定技術(shù)的研究

孫增玉  

【摘要】： 關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是一種新型的非正交系坐標(biāo)測(cè)量機(jī),它仿照人體關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu),將多個(gè)桿件和一個(gè)測(cè)頭通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)串聯(lián)連接,以角度測(cè)量基準(zhǔn)取代長度測(cè)量基準(zhǔn),從而具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、量程大、便于現(xiàn)場(chǎng)使用等優(yōu)點(diǎn),具有廣泛的應(yīng)用前景。但是目前國內(nèi)自主研發(fā)的同類產(chǎn)品還很少,無法與國外生產(chǎn)廠家形成競(jìng)爭(zhēng),為了加快關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的發(fā)展,本文針對(duì)該系統(tǒng)的核心技術(shù)——標(biāo)定技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。 本論文研究的課題來源于天津大學(xué)與生產(chǎn)廠家簽定的“關(guān)節(jié)臂三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的研制與開發(fā)”項(xiàng)目,論文的主要工作包括以下幾個(gè)方面: 建立了五軸三臂式關(guān)節(jié)臂坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的理想數(shù)學(xué)模型,對(duì)可能存在的影響測(cè)量結(jié)果的誤差進(jìn)行了詳細(xì)的分析和合理的分類,建立了實(shí)用的、便于誤差補(bǔ)償?shù)膸д`差數(shù)學(xué)模型,此帶誤差數(shù)學(xué)模型充分考慮了各種影響測(cè)量結(jié)果的誤差因素。 在分析國內(nèi)外關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的相關(guān)標(biāo)定技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了一整套標(biāo)定關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的參數(shù)的新方法。該標(biāo)定方法使得各參數(shù)的標(biāo)定誤差盡量減小,整個(gè)測(cè)量過程中都使用相對(duì)測(cè)量,提高了標(biāo)定的精度。 設(shè)計(jì)了適用于上述標(biāo)定方法的關(guān)節(jié)臂坐標(biāo)測(cè)量機(jī)標(biāo)定裝置,該裝置采用夾具式結(jié)構(gòu),而非測(cè)量機(jī)式,使用方便快速,造價(jià)低。整個(gè)標(biāo)定裝置的設(shè)計(jì)保證了標(biāo)定的高精度且滿足多種任務(wù)要求。 設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)和LabVIEW的標(biāo)定裝置測(cè)量控制系統(tǒng),系統(tǒng)采用上位機(jī)+下位機(jī)結(jié)構(gòu)。直流電機(jī)由下位機(jī)電路板提供控制信號(hào),單片機(jī)完成標(biāo)定裝置的控制并將數(shù)據(jù)上傳到PC機(jī);上位機(jī)程序由虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)LabVIEW完成,實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)間的通信和指令處理,界面友好,易于操作。 最后完成了與標(biāo)定裝置測(cè)量架運(yùn)動(dòng)精度有關(guān)的實(shí)驗(yàn),證明了該裝置的設(shè)計(jì)可以滿足標(biāo)定的需要。使用該標(biāo)定裝置完成了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)球頭棒的標(biāo)定實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了部分標(biāo)定方案的正確性和可行性,并對(duì)整體標(biāo)定方法進(jìn)行了精度分析。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH721
【目錄】：

摘要3-4

ABSTRACT4-9

第一章 緒論9-15

1.1 課題的立論依據(jù)及研究意義9-10

1.2 關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀10-12

1.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13

1.4 論文的主要工作13-15

第二章 數(shù)學(xué)模型的建立15-27

2.1 關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成15-16

2.2 坐標(biāo)變換矩陣16-18

2.3 理想數(shù)學(xué)模型18-23

2.3.1 Denavit-Hartenberg 方法的基本原理18-19

2.3.2 理想數(shù)學(xué)模型的建立19-23

2.4 誤差數(shù)學(xué)模型23-25

2.4.1 測(cè)量系統(tǒng)中包含的各類誤差23-24

2.4.2 系統(tǒng)的帶誤差數(shù)學(xué)模型24-25

2.5 數(shù)學(xué)模型圖解法驗(yàn)證25-26

2.6 本章小結(jié)26-27

第三章 標(biāo)定原理及方法27-38

3.1 需要標(biāo)定的參數(shù)27-28

3.2 零位的確定28-32

3.2.1 零位的定義29

3.2.2 坐標(biāo)軸位置的確定29-30

3.2.3 編碼器零位的確定30-32

3.3 反轉(zhuǎn)標(biāo)定法32-33

3.4 幾種結(jié)構(gòu)參數(shù)的標(biāo)定及誤差補(bǔ)償33-36

3.4.1 轉(zhuǎn)角誤差標(biāo)定33-34

3.4.2 臂長的標(biāo)定34-36

3.4.3 傾角和偏置的標(biāo)定36

3.5 本章小結(jié)36-38

第四章 標(biāo)定系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)38-51

4.1 標(biāo)定裝置總體設(shè)計(jì)38-41

4.1.1 標(biāo)定系統(tǒng)的主要功能38-39

4.1.2 標(biāo)定系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)介紹39-41

4.2 測(cè)量架的機(jī)械構(gòu)成與工作原理41-42

4.3 測(cè)量架的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與直線導(dǎo)軌42-47

4.3.1 螺母絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)42-45

4.3.2 直線導(dǎo)軌與導(dǎo)向軸承45-47

4.4 伺服系統(tǒng)47-50

4.4.1 永磁直流電機(jī)47-48

4.4.2 行程開關(guān)48-50

4.5 本章小結(jié)50-51

第五章 標(biāo)定裝置測(cè)量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)51-68

5.1 測(cè)量架控制系統(tǒng)的主要功能及實(shí)現(xiàn)方案51-52

5.2 測(cè)量架測(cè)控電路的總體框架52-53

5.3 電機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)53-61

5.3.1 基于PWM 方法的速度控制電路53-59

5.3.2 位置控制的實(shí)現(xiàn)59

5.3.3 上下位機(jī)通訊電路設(shè)計(jì)59-61

5.4 電機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)61-65

5.5 控制界面和數(shù)據(jù)采集程序的設(shè)計(jì)65-67

5.6 本章小結(jié)67-68

第六章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)及精度分析68-78

6.1 測(cè)量架控制電路性能實(shí)驗(yàn)68-70

6.1.1 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)69-70

6.1.2 數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)70

6.2 平尺的直線度校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)70-72

6.3 標(biāo)準(zhǔn)球棒的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)72-76

6.4 標(biāo)定實(shí)驗(yàn)的誤差分析76-77

6.5 本章小結(jié)77-78

第七章 全文總結(jié)與展望78-80

7.1 本課題的主要工作總結(jié)78

7.2 技術(shù)展望78-80

參考文獻(xiàn)80-82

附錄：電機(jī)控制電路原理圖82-85

發(fā)表論文和參加科研情況說明85-86

致謝86

下載全文 更多同類文獻(xiàn)

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉彥臣;李戰(zhàn)芬;李彩霞;;數(shù)控機(jī)床測(cè)量功能的研究[J];機(jī)械制造;2011年04期

2 賀東波;;論三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量數(shù)據(jù)誤差分析與改正[J];計(jì)量與測(cè)試技術(shù);2011年06期

3 宋晨霞;胡慶夕;;三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在零件自動(dòng)檢測(cè)中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代機(jī)械;2011年03期

4 王屹立;;三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)自動(dòng)測(cè)量方法探索[J];金屬加工(冷加工);2011年17期

5 吳華波;王輝;吳振雷;;基于QUINDOS6.0三坐標(biāo)測(cè)量軟件的圖像應(yīng)用與元素命名方法[J];航空維修與工程;2011年04期

6 鄧寧;謝華錕;;第十二屆中國國際機(jī)床展覽會(huì)(CIMT 2011)量具量?jī)x展品述評(píng)[J];工具技術(shù);2011年06期

7 姚旭東;;關(guān)節(jié)臂測(cè)量機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和空間誤差補(bǔ)償分析[J];計(jì)算機(jī)仿真;2011年08期

8 ;FARO為比亞迪帶來更大的便利性、信心和產(chǎn)能[J];航空制造技術(shù);2011年17期

9 張偉;趙云飛;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的接觸式測(cè)頭半徑三維補(bǔ)償[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2011年17期

10 牛文莉;;三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)性能維護(hù)與保養(yǎng)[J];硅谷;2011年15期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳光宇;;工件溫度變化對(duì)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)檢測(cè)結(jié)果的影響分析[A];第十五屆全國汽車檢測(cè)技術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

2 陳其偉;;幾個(gè)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)與專用檢測(cè)量具檢測(cè)結(jié)果明顯差異的案例[A];第十三屆全國汽車檢測(cè)技術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

3 鄭德愛;;激光掃描在質(zhì)量檢驗(yàn)中的應(yīng)用[A];第十五屆全國汽車檢測(cè)技術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

4 曾春玲;劉平;;檢驗(yàn)數(shù)模及數(shù)據(jù)庫的建立與應(yīng)用研究[A];質(zhì)量——持續(xù)發(fā)展的源動(dòng)力：中國質(zhì)量學(xué)術(shù)與創(chuàng)新論壇論文集（下）[C];2010年

5 王紅旗;;基于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量同軸度的幾點(diǎn)探討[A];2011航空試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2010年

6 權(quán)茂進(jìn);;大半徑窄球帶的測(cè)量[A];第十五屆全國汽車檢測(cè)技術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

7 方欣欣;王子剛;;三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)X向位置偏差的測(cè)量不確定度[A];第三次全國會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

8 李春;劉書桂;;三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)頭半徑補(bǔ)償與曲面匹配[A];中國儀器儀表學(xué)會(huì)第五屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年

9 芮健;;充分利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行測(cè)量[A];江蘇省計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)2005年論文集[C];2005年

10 孫中升;;圓轉(zhuǎn)臺(tái)在三坐標(biāo)測(cè)量中的應(yīng)用[A];江蘇省計(jì)量測(cè)試學(xué)術(shù)論文集（2010）[C];2010年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 通訊員 賀先勝 記者 胡波;[N];中國航空?qǐng)?bào);2001年

2 本報(bào)記者 臧亞偉;[N];機(jī)電商報(bào);2008年

3 徐冰;[N];中國建設(shè)報(bào);2008年

4 祖江嵩;[N];中國航空?qǐng)?bào);2004年

5 YMG記者 馬銀濤　通訊員 莫言;[N];煙臺(tái)日?qǐng)?bào);2008年

6 青島前哨朗普測(cè)量技術(shù)有限公司總經(jīng)理 李洪全;[N];中國機(jī)電日?qǐng)?bào);2000年

7 通訊員 賀先勝 記者 胡波;[N];中國航空?qǐng)?bào);2001年

8 青島前哨朗普測(cè)量技術(shù)有限公司總經(jīng)理 李洪全;[N];中國機(jī)電日?qǐng)?bào);2001年

9 記者 侯永鋒;[N];遼寧日?qǐng)?bào);2009年

10 郎巖梅 于華欣;[N];中國工業(yè)報(bào);2010年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 程方;納米三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

2 馬修水;三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)動(dòng)態(tài)誤差源分析、建模與修正技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2005年

3 趙金才;坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)零件信息提取與位姿自動(dòng)識(shí)別的研究[D];天津大學(xué);2005年

4 史慶偉;特種脆性材料回轉(zhuǎn)體零件內(nèi)外表面自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)研究[D];天津大學(xué);2007年

5 撒昱;醫(yī)用脈沖固體激光器研究[D];天津大學(xué);2010年

6 紀(jì)小剛;增壓器葉輪逆向工程中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2006年

7 黃奎;多關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2010年

8 胡毅;關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)熱變形誤差建模及修正研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2011年

9 劉鵬鑫;基于光學(xué)掃描和CMM測(cè)量數(shù)據(jù)的模型重建關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

10 劉鵬鑫;基于光學(xué)掃描和CMM測(cè)量數(shù)據(jù)的模型重建關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭輝;關(guān)節(jié)臂式柔性三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];天津大學(xué);2005年

2 劉慶冬;微納米三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的機(jī)架設(shè)計(jì)及不確定度分析[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

3 溫培艷;三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)誤差分析[D];東北大學(xué);2008年

4 周建輝;坐標(biāo)測(cè)量機(jī)軟件數(shù)據(jù)處理技術(shù)的研究[D];河北理工大學(xué);2010年

5 張安慶;五自由度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的校正技術(shù)研究[D];北京化工大學(xué);2011年

6 王斌;關(guān)節(jié)臂式三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及標(biāo)定技術(shù)的研究[D];天津大學(xué);2007年

7 張小偉;平行雙關(guān)節(jié)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的誤差檢測(cè)及標(biāo)定[D];天津大學(xué);2012年

8 于瀛淳;三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)誤差分析及效率的提高[D];東北大學(xué);2008年

9 孫增玉;關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)標(biāo)定技術(shù)的研究[D];天津大學(xué);2008年

10 鄧麗媛;三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在GEVO16型柴油機(jī)機(jī)體測(cè)量中的應(yīng)用研究[D];上海交通大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)標(biāo)定技術(shù)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：243896