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五自由度三坐标测量机的校正技术研究

张安庆  
【摘要】:五自由度坐标测量机是一种新型非笛卡尔式三坐标测量机,但其采用开放链式结构、误差来源广且误差之间耦合严重,这些因素给设备校正技术提出了更高的要求。 传统的校正技术主要通过三坐标测量机或标准工件提供标准值,通过对比标准值与待标定设备的测量值得出设备误差值,然后分析不同来源的误差与设备误差值的空间位置关系,得出设备误差模型。但实际中,这种操作方法的数据处理复杂、工作量大,不能很好的分离和确定误差来源及不同误差对设备精度的影响程度,再加上随机误差的影响,使得设计合理、实际可行的校正方案十分困难。 本文提出一种新的设备校正方法,首先研究设备模型的参数特性,对误差来源和不同误差对设备精度影响程度进行特性分析,根据设备结构特性提出了由已知点反求设备位姿的两球模型,并利用其进行最优测量位姿分析。其次,针对光栅偏心建立了数学模型,进行了光栅偏心分析,总结了偏心补偿公式。设计了特定的夹具和测头,提出了分部校正法。依据此方法进行人为的解除参数之间的耦合,通过分析几组不同关节转角组合时,测头在测量空间所形成的轨迹对应的几何图形的参数,来求取设备的误差模型。最后,结合五自由度坐标测量机及计算机技术,对该方法进行了验证,结果表明了分部校正的可行性和实用性。该方法为确定设备模型参数,减小和消除制造、装配误差提供了一种简便、易行的解决方案。


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