平行关节坐标测量机误差分析及建模

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lantaiwin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着先进制造技术的快速发展,关节式坐标测量机的应用越来越广泛。目前运用得比较广泛的全关节式坐标测量机因为其关节数量多,自由度大,活动空间大,测量精度受到很大的限制。因此,在全关节式坐标测量机的基础上发展了平行关节坐标测量机,其结构更为简单,自由度小,测量精度更高,但测量范围更小。   本文的研究对象为四自由度的平行关节坐标测量机,在测量机的测量模型、测量系统误差模型、测角误差和结构变形误差等方面展开了研究,提出了相应的误差修正的方法,最后进行了相关实验。   首先,讨论了平行关节坐标测量机的结构,根据其结构建立了关节坐标系,讨论了传统D-H模型应用于本测量机建模中存在的缺点,并采用修正的D-H模型建立了测量机测量模型。   其次,分析了引起测量机误差的误差源,将各种误差统一归结为测量机的结构参数误差和运动变量误差,用微分法对各种误差引起的测量机位姿误差进行了推导,建立了平行关节坐标测量机的误差模型。   再次,对平行关节坐标测量机的几项主要误差进行了详细研究。分析了转动关节的测角误差来源,测角误差对于测头坐标的影响,并提出了采用最小二乘拟合与三次样条插值相结合的方法修正测角误差;分析了Z轴直线运动误差,及其对测头坐标的影响,并提出了采用三次样条插值的方法修正该项误差;分析了环境温度变化对测量机结构参数带来的影响以及对测头坐标的影响,讨论了如何补偿环境温度变化带来的测量误差;对平行关节坐标测量机因重力引起的结构变形进行了有限元分析,探讨了结构弯曲变形的误差补偿方法。   最后,利用光学自准直仪、双频激光干涉仪等高精度测量设备对平行关节坐标测量机的测角误差、Z轴定位误差及Z轴运动误差引起的测头X、Y方向的偏差进行了实验测试。实验结果经过数据处理后表明对转动关节测角误差采用最小二乘拟合与三次样条插值相结合的方法能获得很好的修正效果,对Z轴定位误差及Z轴直线运动导致测头X、Y方向偏差采用三次样条插值的方法也能获得很好的修正效果。
其他文献
本文通过对荣华二采区10
期刊
随着航天技术不断发展和取得进步,对航天器的大型化和挠性化的要求不断提高,航天器结构如太阳电池翼、天线等越来越多地以挠性结构的形式呈现。在此背景下,研究航天器挠性附
车载通信系统工作的战场电磁环境异常复杂,并且车辆在有限的空间内上装了大量的无线通信设备,设备间的电磁耦合非常严重,这导致严重的电磁兼容问题。为了评估车载通信系统在
为了提高舱段的装配效率和装配质量,舱段的自动化对接装配是必然的趋势。许多国家都在为该目标的实现进行努力和探索,美国则在该方向已经取得领先,有了成熟的舱段自动化对接装配
拉曼光谱分析技术因其快速无损、无需样品制备等优点,在环境保护、食品安全、生物大分子等领域正展现出强大的分析能力和应用前景。为了提高拉曼光谱检测系统的时间分辨率,或是
弹片是铺设地铁轨道大量用到的零件,为保证弹片的质量,需要在线检测工件的机械尺寸。生产线上工件处于高温状态,人工检测效率差且有一定危险性。机器视觉检测技术具有非接触
消防水炮自动定位灭火系统是解决大空间场所火灾扑救的一个有效途径。但现有的消防水炮自动定位方式易受外界条件变化的影响而定位不准,尤其是野外大空间的风向影响。因此,研
电子燃油喷射系统(简称电喷系统)是汽车最核心的电子控制系统之一,该系统通过安装在发动机上的各种传感器获知发动机运行工况,从而精确地控制燃油喷射量及点火提前角,在实现
龋齿是一种常见高发性疾病,如果能够及时发现早期龋齿,则可以通过补矿方法对龋损位置进行治疗,防止龋齿进一步恶化。但视诊、探针及X射线等传统龋齿检测方法对早期龋齿检测并
相变温控技术作为一种新兴热控技术因其具有性能可靠、重量轻、不耗能等优点而受到人们的广泛关注。相变材料是相变温控技术的核心和基础,但目前被大量使用的石蜡类和无机盐类