随着超精密加工和测量技术的飞速发展,对大型超精密装备的性能要求越来越高,特别是对测量精度的要求尤为迫切。坐标测量机(Coordinate Measuring Machine,CMM)的快速高精度校准技术成为目前亟待解决的科学问题和关键技术问题。激光追踪多站位测量技术作为超精密测量技术的核心技术之一,对其应用于坐标测量机校准提出了更高的要求。课题“激光追踪多站位测量技术的应用研究”的目的是基于激光追踪多站位测量系统的测量原理,探讨研究一种坐标测量机空域坐标误差修正方法,以及旋转轴定位精度标定方法。本课题的研究为实现快速高精度校准坐标测量机提供了一种有效的技术途径,为解决目前大型装备制造业中的坐标测量机快速高精度校准技术提供了技术储备,在精密测量领域有着广阔的应用前景。本文从激光干涉测距原理和追踪控制原理出发,分析了激光追踪多站位测量技术的机理,提出基于激光追踪多站位测量系统的坐标测量机空域坐标误差修正方法,利用距离反比插值法得到坐标测量机空域内任一点的坐标误差修正值。有效的提高了坐标测量机的测量精度。为了实现坐标测量机旋转轴定位精度的标定,提出了一种基于激光追踪多站位测量技术的坐标测量机旋转轴定位精度的标定方法。该方法通过激光追踪多站位测量系统中的误差方程模型,利用Levenberg-Marquardt算法及协方差矩阵的奇异值分解变换方法,实现了激光追踪仪站位坐标的优化;通过激光追踪仪站位坐标信息与旋转轴转动角度之间的映射关系,实现了坐标测量机旋转轴定位精度的标定。为了综合评定基于激光追踪多站位测量系统的坐标测量机空域坐标误差修正结果,提出了一种基于激光追踪多站位测量技术的坐标测量机空域误差修正系统的不确定度评定方法,全面分析了影响测量系统精度的误差因素,建立了测量系统的不确定度模型,开发了基于激光追踪多站位测量技术的坐标测量机空域坐标误差修正系统不确定度评定软件,实现了系统性能的正确评估。最后,本文对课题研究的若干关键技术进行了实验验证,主要包括:(1)基于激光追踪多站位测量技术的坐标测量机空域误差修正实验,验证了测量系统的不确定度模型的正确性;(2)基于激光追踪多站位测量技术的坐标测量机旋转轴定位精度标定实验,验证了激光追踪仪站位坐标优化效果,实验结果表明,旋转轴定位精度标定结果为±0.9",标定方法的算法误差为0.4",本文提出的标定方法可以进行正确标定。