為了滿足自驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)臂測量機(jī)（AACMM）測量精度對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求,通過分析測量機(jī)的結(jié)構(gòu)和測量工作原理,確定了引起測量和定位誤差的誤差源,并對關(guān)鍵零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)和選型,在此基礎(chǔ)上建立了三維樣機(jī)。利用不同測量姿態(tài)下的測量機(jī)靜態(tài)變形和不同運(yùn)動(dòng)測量速度、測量姿態(tài)下的剛?cè)狁詈献冃沃祦碇笇?dǎo)測量機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,測量機(jī)靜態(tài)變形誤差最大值降至0.41 mm,重復(fù)定位精度達(dá)到0.01 mm,滿足設(shè)計(jì)要求。 

【文章來源】：煤礦機(jī)械. 2020,41(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

自驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)臂坐標(biāo)測量機(jī)整體結(jié)構(gòu)

如圖1所示，本文以傳統(tǒng)測量機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料選型為參考，由測頭向基座依次進(jìn)行測量機(jī)的選型設(shè)計(jì)。測頭選用具有6向測量能力的TP200；關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)選用哈默納科FHA-C系列電機(jī)與減速器一體式的驅(qū)動(dòng)裝置，測量機(jī)的自驅(qū)動(dòng)雙關(guān)節(jié)由一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與關(guān)節(jié)臂同軸的內(nèi)嵌關(guān)節(jié)（1#、3#、5#關(guān)節(jié)）和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與關(guān)節(jié)臂軸線垂直的交叉關(guān)節(jié)（2#、4#、6#關(guān)節(jié)）組成，單個(gè)雙關(guān)節(jié)可實(shí)現(xiàn)測量機(jī)2個(gè)自由度旋轉(zhuǎn)，雙關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)如圖2所示；光柵選用雷尼紹RESA系列，測量機(jī)各段關(guān)節(jié)臂桿長和直徑設(shè)計(jì)如表2所示。3 測量機(jī)變形分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化

測量機(jī)從基座開始，各個(gè)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角范圍分別為360°、188°、360°、190°、360°、230°，通過分析,確定測量機(jī)在轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)幾個(gè)變形較大的典型姿態(tài)進(jìn)行靜態(tài)仿真分析，結(jié)果如圖3所示。其中最大變形誤差為0.41 mm，相比優(yōu)化前偏移量下降了48.6%，且同一姿態(tài)下變形重復(fù)性誤差為0.01 mm，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求。各個(gè)關(guān)節(jié)部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果如表3所示。將測量機(jī)模型中柔性部件的關(guān)節(jié)輸入端和輸出端的鋁合金件導(dǎo)入ANSYS中，生成各零件的6階模態(tài)中性文件，再將其導(dǎo)入ADAMS軟件與其他剛性零件裝配組合成測量機(jī)剛?cè)狁詈戏抡婺Ｐ�。測量機(jī)的測量過程有移動(dòng)和觸測2個(gè)階段，在ADAMS中設(shè)定測量機(jī)的測頭以10 mm/s、20 mm/s和40 mm/s3種不同的速度移動(dòng)。取前面變形較大的典型姿態(tài)中2種情況進(jìn)行仿真，沿2條同斜率的直線路徑進(jìn)行剛?cè)狁詈蟿?dòng)態(tài)仿真，確定測量機(jī)在測量路徑上運(yùn)動(dòng)時(shí)其柔性變形引起的誤差值。將提取的測量機(jī)各個(gè)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角值代入測量機(jī)的測量模型，計(jì)算測量機(jī)的測頭理論空間坐標(biāo)值，并將理論計(jì)算結(jié)果與所提取的空間坐標(biāo)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對，確定測量機(jī)的柔性動(dòng)態(tài)變形的誤差值，其中測量機(jī)在2種不同姿態(tài)3種速度下隨位置移動(dòng)的測頭空間位置誤差值如圖4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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