本文關鍵詞：關節(jié)臂式回轉(zhuǎn)測量機標定技術(shù)研究

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【摘要】：回轉(zhuǎn)體工件廣泛應用于航空航天、機械制造等領域,對回轉(zhuǎn)體工件進行高精度、高效率的檢測是一項技術(shù)難題。傳統(tǒng)的正交三坐標測量機由于測頭空間位置不靈活,而且受測量環(huán)境的影響較大等原因,已無法滿足回轉(zhuǎn)體工件的快速現(xiàn)場測量要求。課題設計了一種針對大型復雜回轉(zhuǎn)體測量的新型非正交系坐標測量機,即關節(jié)臂式回轉(zhuǎn)坐標測量機,其具有結(jié)構(gòu)簡單、測頭空間位置靈活、易于現(xiàn)場快速測量等優(yōu)點。但是相對于傳統(tǒng)正交三坐標測量機,此類關節(jié)臂式坐標測量機測量精度偏低,誤差補償和運動學參數(shù)標定是減小關節(jié)臂式坐標測量機測量誤差的關鍵方法。本文主要對課題所設計的關節(jié)臂式回轉(zhuǎn)坐標測量機的運動學參數(shù)標定展開了工作,研究了以下幾個方面的內(nèi)容。首先介紹了課題所設計的關節(jié)臂式回轉(zhuǎn)坐標測量機的結(jié)構(gòu)組成及工作原理,然后運用D-H建模方法建立了此測量機的運動學模型,并驗證了模型的正確性。分析了關節(jié)轉(zhuǎn)角誤差、桿長誤差、關節(jié)扭角誤差以及角度編碼器誤差對測量機精度的影響,給出了角度編碼器的選型精度,在運動學模型基礎上建立了測量機的誤差模型。再以一個已知高度的標準凸臺為參考基準,以測量計算凸臺高度與標稱高度之差建立運動學參數(shù)誤差的非線性方程組,構(gòu)造目標函數(shù)。基于粒子群算法對該方程組進行求解,計算出運動學參數(shù)誤差值。最后對這一方法進行了驗證,結(jié)果表明該方法對關節(jié)臂式回轉(zhuǎn)坐標測量機測量精度的提高有很大的實用性,滿足了測量機的精度要求。
【關鍵詞】：關節(jié)臂式回轉(zhuǎn)坐標測量機 運動學模型 誤差分析 參數(shù)標定
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH721
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 課題背景、目的及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 回轉(zhuǎn)體工件測量的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 關節(jié)臂式坐標測量機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.3 關節(jié)臂式坐標測量機建模與仿真的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.4 關節(jié)臂式坐標測量機系統(tǒng)參數(shù)標定方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容16-18
• 第二章 關節(jié)臂式回轉(zhuǎn)坐標測量機的結(jié)構(gòu)及運動學建模18-32
• 2.1 被測對象結(jié)構(gòu)特點18
• 2.2 關節(jié)臂式回轉(zhuǎn)坐標測量機結(jié)構(gòu)組成及工作原理18-21
• 2.3 坐標系變換數(shù)學基礎21-25
• 2.3.1 平移坐標變換21-22
• 2.3.2 旋轉(zhuǎn)坐標變換22-23
• 2.3.3 平移旋轉(zhuǎn)變換23
• 2.3.4 齊次坐標變換23-25
• 2.4 關節(jié)臂式回轉(zhuǎn)坐標測量機運動學建模25-27
• 2.5 運動學模型仿真驗證27-31
• 2.5.1 基于D-H模型的坐標值計算27-29
• 2.5.2 AutoCAD數(shù)值顯示驗證29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第三章 關節(jié)臂式回轉(zhuǎn)坐標測量機誤差建模與分析32-42
• 3.1 誤差來源32-33
• 3.2 誤差分析33-40
• 3.2.1 角度編碼器的選型分析33-34
• 3.2.2 桿長誤差分析34-36
• 3.2.3 關節(jié)轉(zhuǎn)角零位誤差分析36-38
• 3.2.4 關節(jié)扭角誤差分析38-40
• 3.3 運動學參數(shù)誤差模型40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 關節(jié)臂式回轉(zhuǎn)坐標測量機參數(shù)標定方法42-59
• 4.1 關節(jié)臂式回轉(zhuǎn)坐標測量機標定方法42-49
• 4.2 粒子群算法49-51
• 4.3 基于粒子群算法的標定計算51-54
• 4.4 關節(jié)臂式回轉(zhuǎn)坐標測量機精度驗證54-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 全文總結(jié)59-60
• 5.2 展望60-61
• 參考文獻61-65
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及研究成果65-66
• 致謝66-67

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