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基于多體系統(tǒng)運動學三坐標測量儀幾何誤差補償?shù)难芯?/H1>
發(fā)布時間:2021-10-31 23:53
  本文基于多體系統(tǒng)運動學理論,對三坐標測量儀的測量誤差問題進行了深入的研究分析。通過修正操作指令的方式完成對三坐標測量儀的軟件誤差補償,并針對三坐標測量儀常規(guī)模型存在的問題進行研究,建立了三坐標測量儀的精密模型,提高了三坐標測量儀的誤差補償精度。主要研究內(nèi)容如下:(1)通過對多體系統(tǒng)運動學理論的研究分析,得出多體系統(tǒng)相鄰序體之間的矩陣變換關(guān)系,在此基礎(chǔ)上,利用常規(guī)建模方法對FXYZ型三坐標測量儀建立誤差補償模型。(2)詳細介紹三坐標測量儀的幾何誤差來源,并對雙頻激光干涉儀的測量原理及一般測量方法進行研究分析,針對傳統(tǒng)測量方法測量效率低、測量誤差大的問題,對九線誤差辨識法進行深入研究。(3)根據(jù)三坐標測量儀的誤差補償模型,設(shè)計開發(fā)有關(guān)三坐標測量儀幾何誤差的補償軟件。同時,就三坐標測量儀測頭部件的幾種基本運動形式,給出了具體的操作指令修正方法。(4)針對三坐標測量儀常規(guī)幾何誤差模型難以精確計算的問題,在常規(guī)幾何誤差模型的基礎(chǔ)上提出了一種新型精密模型,并通過仿真實驗驗證新型精密模型的補償效果。 

【文章來源】:湖南理工學院湖南省

【文章頁數(shù)】:58 頁

【學位級別】:碩士

【部分圖文】:

基于多體系統(tǒng)運動學三坐標測量儀幾何誤差補償?shù)难芯? src='http://image.cnki.net/getimage.ashx?id=1020109796.nh0001'  style='max-width:500px'></p><br> 圖2-1位于X軸上的幾何誤差<br><p align='center'><img src='http://image.cnki.net/getimage.ashx?id=1020109796.nh0002' alt='拓撲結(jié)構(gòu)圖,多體系統(tǒng),拓撲結(jié)構(gòu)' style='max-width:500px'></p><br> 湖南理工學院碩士學位論文第2章常規(guī)的FXYZ型數(shù)控系統(tǒng)幾何誤差模型9且便于實現(xiàn)電腦描述多體系統(tǒng)的自動化而備受青睞。因此,本文主要研究拓撲結(jié)構(gòu)的低序體陣列描述。如圖2-1所示,選擇任意一個序體作為A1,然后從A1開始依次標定多體系統(tǒng)中每一個部件的序號,圖中,除A1外,其余序體都有一個低序體與之相連。圖2-1多體系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)為方便分析運動學理論的推導過程和編輯數(shù)學公式,通常采取用表格的方式來建立低序體陣列,即Ln(K),其中L指的是低序體算子,K為多體系統(tǒng)中任一序體的序號,n為低序體階數(shù),當K為1,2,3,4,5,6,7,8,9,10時,對應(yīng)的L(K)為0,1,1,3,4,1,6,7,7,9。所以其定義表達式為:Ln(K)=L[Ln-1(K)]其中L0(K)=K,L(0)=0(2-1)圖中所示拓撲結(jié)構(gòu)為表2-2描述。同樣的,知道低序體陣列也可畫出對應(yīng)的拓撲結(jié)構(gòu)圖。表2-2多體系統(tǒng)的低序體陣列K12345678910L0(K)12345678910L1(K)0113416779L2(K)0001301667L3(K)0000100116L4(K)0000000001L5(K)0000000000 <br><br><p align='center'><img src='http://image.cnki.net/getimage.ashx?id=1020109796.nh0003' alt='矢量圖,矢量圖,相對位置,變換矩陣' style='max-width:500px'></p><br> 湖南理工學院碩士學位論文第2章常規(guī)的FXYZ型數(shù)控系統(tǒng)幾何誤差模型112.2.4多體系統(tǒng)相鄰序體的坐標系變換坐標系變換矩陣的主要作用是用來表示多體系統(tǒng)理論中子坐標系在實際運動過程中的位置變化。相鄰序體Aj和Ak在多體系統(tǒng)中的相對運動示意圖如圖2-2所示:圖2-2相鄰序體間的相對位置矢量圖其中,P表示序體Aj與序體Ak之間的理想位置矢量,eP表示兩者之間的誤差位置矢量;S表示序體Aj與序體Ak之間的理想運動矢量,eS表示兩者之間的誤差運動矢量。OAjAk則表示為序體Aj于序體Ak坐標系上的位置。根據(jù)多體系運動學理論,序體Aj運動到序體Ak可表達為:SeSkkjkjjkjOOOAAePOPAAAAAA(2-7)結(jié)合表達式2-6可知,理論條件下,兩相鄰序體間的坐標系變換矩陣可通過理想位置變換矩陣(AjAk)P、誤差位置變換矩陣(AjAk)Pe以及理想運動變換矩陣(AjAk)S、誤差運動變換矩陣(AjAk)Se的依次變換求得:ekjkjekjkjkjSSPPAAAAAAAAAAT(2-8)2.3FXYZ型數(shù)控系統(tǒng)幾何誤差的常規(guī)模型橋式三坐標測量儀作為典型的FXYZ型數(shù)控系統(tǒng),主要是由固定基座、橋架、立柱、測頭等部件組合而成(如圖2-3所示),這些部件在制造、安裝組合的過程中會存在誤差;在通過導軌運動的過程中也會存在誤差,三坐標測量儀的幾何誤差便是由這些誤差通過各個運動鏈的傳遞、變換構(gòu)成的,而對三坐標測量 <br><br>【參考文獻】:<br>期刊論文<br>[1]三坐標測量機測量誤差分析及補償方法的研究[J]. 范恒亮.  山東工業(yè)技術(shù). 2019(05)<br>
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