【摘要】：三坐標測量機作為一種高效便捷的新型精密測量設備,現(xiàn)已廣泛應用于機械、汽車、航空航天以及電子工業(yè)等現(xiàn)代精密制造業(yè)中。為了滿足大尺寸、復雜曲面零部件的檢測需要,對三坐標測量機的整體測量精度提出了更高的要求和挑戰(zhàn),如何快速高效地提升三坐標測量機的整體測量精度是亟待解決的問題,而通過誤差標定是提升三坐標測量機測量精度的一種有效途徑。通常針對三坐標測量機測量精度的標定儀器主要有:激光干涉儀、激光跟蹤儀和球桿儀。由于激光干涉儀和激光跟蹤儀分別存在測量繁瑣、測量成本高及測量周期長等不足,而傳統(tǒng)球桿儀也存在測量功能單一、測量范圍受限等問題,因此本文創(chuàng)新性地提出了基于傳統(tǒng)球桿儀與圓光柵融合的新型測量裝置,并根據(jù)該裝置建立了聯(lián)動誤差的分離算法;并在三坐標測量機上規(guī)劃出多區(qū)域全覆蓋的測量方式,結合數(shù)據(jù)拼接處理以實現(xiàn)三坐標測量機的全局誤差標定,主要研究內容有:1.基于球桿儀對自主研發(fā)的三坐標測量機進行誤差標定,首先針對球桿儀在測量過程中不可避免產(chǎn)生的中心偏置誤差,利用最小二乘擬合算法求解出中心偏置的坐標,并結合軟件數(shù)據(jù)分析的中心偏置結果進行對比驗證,證明了最小二乘擬合算法可以有效可靠的消除中心偏置誤差。2.為了提升誤差分離算法的精確性,改變傳統(tǒng)算法中角度參數(shù)通過三坐標測量機進給速率和球桿儀采樣頻率兩者之間的關系估算獲取的不足,并結合仿真分析了真實角度獲取對反映三坐標測量機特性的重要性。本文采用圓光柵在角度位置測量方面的優(yōu)異性能,設計搭建了回轉角度測量和球桿儀結合的改進型球桿儀測量裝置,并對該裝置進行了測量標定實驗。3.基于改進型球桿儀提出了多區(qū)域全覆蓋的測量方式,通過數(shù)據(jù)拼接處理實現(xiàn)三坐標測量機的全局誤差標定,解決了因球桿儀測量范圍受限的問題,最后通過在實驗室自主設計研制的三坐標測量機上進行標定實驗,驗證了改進型球桿儀拼接算法的有效性,同時驗證了數(shù)據(jù)拼接處理的可行性。
【圖文】：

４．實現(xiàn)與數(shù)控機床的配套對接以組成生產(chǎn)加工線，還可以與加工中心的串聯(lián)對逡逑接以組成柔性制造系統(tǒng)。逡逑三坐標測量機主要由主機、測頭系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)（軟件系統(tǒng)）逡逑四部分組成，如圖１．１所示的是橋式三坐標測量機的示意圖。主機主要由大理石逡逑工作平臺、橫梁、垂直軸、傳動系統(tǒng)、平衡模塊等組成，主機是三坐標測量機測逡逑量精度的基礎。測頭系統(tǒng)主要包括測針、測頭、測座三個部分，測頭系統(tǒng)是三坐逡逑標測量機測量精度的保證。控制系統(tǒng)主要由控制器、驅動系統(tǒng)、光柵系統(tǒng)三部分逡逑構成，控制系統(tǒng)是三坐標測量機測量精度的核心，三坐標測量機是通過運動控制逡逑器實現(xiàn)預期的重復定位和位置公差的要求。計算機系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)處理模塊、逡逑測量模塊、補償模塊等，該系統(tǒng)是三坐標測量機測量精度的反映。上述各組成部逡逑分按照不同的實現(xiàn)方法、規(guī)格，能夠獲得不同精度類型的三坐標測量機，以便滿逡逑足不同情況下的測量需要。逡逑

簡化的標定思路。針對三坐標測量機Ｘ、Ｙ、Ｚ三軸的誤差測量，其中有剛體２１逡逑項幾何誤差的測量、多平面內聯(lián)動誤差的測量等。誤差參數(shù)的測量通常需要借助逡逑于專用測量工具，比如圖１．２激光干涉儀、圖１．３激光跟蹤儀和圖１．４球桿儀等，，逡逑激光干涉儀的優(yōu)點是抗干擾能力強，范圍大，但測量工序繁瑣。激光跟蹤儀的優(yōu)逡逑點是測量周期短，但耗資成本高，操作要求高。兩者對于幾何誤差的測量都存在逡逑一定的局限性，不利于推廣應用。球桿儀具各測量周期短、操作簡便和測量成本逡逑低的優(yōu)點，存在的不足是測量范圍局限性和自身測量功能單一性。逡逑Ｉ邐~|逡逑ｍｍ邐S緬義希保澹保澹卞義希�，，，辶x希椋戾義賢跡保布す飧繕嬉遣飭垮義希沖義

本文編號：2644492