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作为现代化的大型与多功能的精密测量设备,三坐标测量机已越来越显示出它的重要性和宽广的发展前景。由于坐标测量机具有测量范围大、测量精度高、操作简单、通用性强、测量效率高等优点,已广泛应用于机械制造、汽车、航空航天和电子工业等领域,并可适用于柔性化制造系统中。随着坐标测量技术的发展,高效率、高精度的测量是三坐标测量机未来发展方向之一,而通过采用直线电机作为驱动轴,可以提高各轴的运动速度和运动精度,满足了坐标测量机未来的高效率、高精度的测量要求。同时,通过对坐标测量技术与测量数据处理方法的研究,结合PMAC多轴运动控制器开发一套通用型坐标测量系统软件,实现测量自动化,简化了测量的步骤,提高了测量的效率。 本论文主要研究内容如下: (1)分析了测头自动标定与工件坐标系建立方法,建立了特征测量的数学模型。编写了测头自动标定的PMAC运动程序与实现测量中断的PLC程序。 (2)阐述了测量数据处理的主要项目,并根据形位误差的定义,研究了基于形位误差的测量数据处理的算法。 (3)基于PMAC系统平台,运用Visual C++6.0开发了坐标测量系统软件,实现了系统软件与PMAC系统的数据交换,借助ADO与Access建立了用户数据库,集成了测量动作控制与数据自动化处理,实现了手动测量、示教测量与自动特征测量等。 (4)建立了TP20触发式测头与PMAC的硬件连接,通过实验,验证了测量系统软件的可行性和有效性。 (5)应用Renishaw双频激光干涉仪,对零传动测量实验台的Z轴的五项精度进行了检测分析,并依据PMAC的位置误差补偿功能,对Z轴的定位精度进行了误差补偿,取的明显效果。