【摘要】：儀器測量精度的高低在某種程度可以說影響著整個工業(yè)發(fā)展水平,所以,如何提高測量儀器的精度是精密儀器行業(yè)所面臨的共同問題。關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機(jī)是關(guān)于空間坐標(biāo)測量的一種高精度測量儀器,但由于它是測量臂和測量關(guān)節(jié)串聯(lián)而形成的,造成其測量精度較低。目前,在關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機(jī)的研究項目中,主要集中在對測量機(jī)靜態(tài)誤差源的分析研究,對于測量力、測量溫度等誤差源的影響研究不足。本課題的研究重點是關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機(jī)測頭和被測對象間測力對其精度的影響,并進(jìn)一步分析了測力與測頭等效直徑間的映射關(guān)系,最后研究機(jī)體熱變形對測量機(jī)造成的測量誤差,并進(jìn)行相應(yīng)的誤差補(bǔ)償。針對測力問題,本文分別根據(jù)赫茲公式和懸臂梁的基本原理建立了測頭局部壓縮變形模型和測桿彎曲模型,并根據(jù)實驗結(jié)果建立基于最小二乘法的誤差補(bǔ)償模型。補(bǔ)償結(jié)果顯示補(bǔ)償后最大誤差降低約47um,平均誤差降低約82%。然后,通過實驗得出等效直徑與測量力的映射關(guān)系,并對其進(jìn)行最小二乘法函數(shù)擬合,補(bǔ)償了測力對測頭直徑造成的誤差,其最大誤差降低了約43um,平均誤差降低了約28.5um,平均測量精度提高了約87.7%。最后,研究了在20℃實驗溫度下關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機(jī)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的溫度變化規(guī)律和測量誤差的變化趨勢,應(yīng)用多元線性回歸算法建立熱變形誤差補(bǔ)償模型,借助該模型實現(xiàn)了關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)熱變形誤差的補(bǔ)償,其平均測量誤差從71.5um降到33.5um。
【圖文】：

中國計量大學(xué)碩士學(xué)位論文 關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機(jī)的國外發(fā)展歷程在二十世紀(jì)八十年代，國外對于關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機(jī)的研究開始興起助傳統(tǒng)三坐標(biāo)測量機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)加以創(chuàng)新發(fā)展而來，其中最具有代表日本小阪研究所于 1986 提出的關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機(jī)原型和德國tze 于 1996 年提出的雙關(guān)節(jié) Scan-Max 型關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機(jī)，如圖雖然兩者的機(jī)械結(jié)構(gòu)略有不同，但都根據(jù)桿件串聯(lián)鏈接的一般思想研式坐標(biāo)測量機(jī)，不同點在于前者相鄰轉(zhuǎn)軸一般是互相垂直的，軸的數(shù) 5~7 個，，該測量機(jī)只具有兩個自由度，測量范圍受到限制[12]，而后者轉(zhuǎn)軸和一個可以上下移動的關(guān)節(jié)組成，這些關(guān)節(jié)都是互相平行的，其上下移動的關(guān)節(jié)實現(xiàn)坐標(biāo)測量機(jī) Z 向移動來實現(xiàn)三維測量，但其測量固定，測量的靈活性較低[13]。

5圖 1.2 Faro 公司系列產(chǎn)品) �？怂箍倒荆℉exagon）主要有 Cimcore 和 Romer 兩個主要品牌的產(chǎn)在國內(nèi)外市場上的影響力也在逐年上升，產(chǎn)品所占的市場份額也在逐年提其質(zhì)量品質(zhì)享譽(yù)全球。目前，中國�？怂箍悼偛课挥谏綎|青島，該公司在國是具有先進(jìn)技術(shù)和超強(qiáng)實力的智能制造企業(yè)，其主要通過開發(fā)、制造高能、多品種的測量產(chǎn)品和生產(chǎn)方案，其產(chǎn)品能夠貫穿不同的行業(yè)，應(yīng)用于同領(lǐng)域的硬件、軟件以及制造技術(shù)，滿足于各種大中小型企業(yè)需求。在企人員培養(yǎng)方面，�？怂箍德�(lián)合國內(nèi)各大高校，建立�？怂箍蹬嘤�(xùn)班，聯(lián)合養(yǎng)關(guān)于本公司系列產(chǎn)品的開發(fā)、應(yīng)用、操作教學(xué)。�？怂箍瞪a(chǎn)的一系列節(jié)臂式坐標(biāo)測量機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單，配套軟件具有人性化特征，旗下有 InfinSTINGERⅡ、FLEX、Multi Gage、SIGMA 和 OMEGA 六個系列，其INFINITE 系列產(chǎn)品可以實現(xiàn)空間無限旋轉(zhuǎn)，且測量范圍在 1.2m 到 3.7m
【學(xué)位授予單位】：中國計量大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH721

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本文編號：2640958