三坐标测量机动态误差源分析与建模研究

发布时间：2017-04-02 10:02

  本文关键词：三坐标测量机动态误差源分析与建模研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现代制造业的发展对三坐标测量机提出了更高的测量速度和精度要求,但测量机的动态特性限制了测量机测量速度的提高,其根本的原因是测量机动态误差对测量精度的影响。本论文以测量机动态特性分析为实验基础,以测量机主要动态误差源分析为理论基础,以测量机速度参数和空间位置为关键因素来进行测量机动态误差源分析与建模的研究。 本文对测量机在触发运行模式下的动态特性进行实验研究的基础上,阐明了测量机动态误差的来源和构成。重点研究了测头系统和机体结构对测量机动态误差的影响。对于测头系统,研究了测头系统动态瞄准误差的构成,提出测头作用直径的概念,并分析速度参数对作用直径的影响并建立了理论模型。对于机体结构,研究了机体动变形的产生机理并建立机体结构动变形与位移误差转换模型,从理论上验证机体动变形的空间相关性。 本文还介绍研制成功的高精度动态误差数据采集对比实验系统,用双频激光干涉仪作为高精度的动态测量基准,实时测量测量机运行在不同速度下各轴的实际位移,并与光栅系统的读数相比较,二者之差为单轴动态误差。根据ISO230-2标准处理实验数据,从而分析出不同速度下测量机的单轴稳定性及空间相关性。此实验系统还可作为测量机动态校准系统,为分析动态误差特性及构成、验证动态误差补偿的可行性提供途径,从而实现比现行静态校准方法更精确的动态校准。
【关键词】：三坐标测量机 动态误差 测头 误差补偿 动态校准
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH721
【目录】：

• 第一章 绪论11-19
• 1.1 三坐标测量机及其发展现状11
• 1.2 问题的提出11-12
• 1.3 测量机动态误差研究及应用现状12-16
• 1.3.1 测量机动态特性研究13-14
• 1.3.2 测量机关键部件动态性能及优化设计研究14-15
• 1.3.3 测量机动态误差补偿方法的研究15-16
• 1.4 课题来源16-17
• 1.5 本论文的主要内容17-19
• 第二章 三坐标测量机动态误差源分析19-31
• 2.1 MC850三坐标测量机19-25
• 2.1.1 机体结构19-20
• 2.1.2 测头系统MH20i20-21
• 2.1.3 光栅测量系统21
• 2.1.4 CNC电气控制系统FB221-22
• 2.1.5 测量及补偿软件22-23
• 2.1.6 精度评定及总体性能指标23-25
• 2.2 测量机动态特性评估25-28
• 2.3 不同DCC参数对测量结果的影响28-29
• 2.4 测量机主要动态误差源及相互关系29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 测头系统动态特性分析31-39
• 3.1 触发式测头31-35
• 3.1.1 触发原理31-32
• 3.1.2 瞄准误差32-35
• 3.1.2.1 预程的变化及影响32-33
• 3.1.2.2 采样信号滞后的影响33
• 3.1.2.3 测头动态特性分析33-35
• 3.2 测端作用直径的动态标定35-36
• 3.2.1 测端作用直径35-36
• 3.2.2 测端作用直径的校准36
• 3.3 运动DCC参数对测端作用直径标定结果的影响36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 机体结构动态特性分析39-47
• 4.1 机体动变形39-41
• 4.1.1 产生机理39-40
• 4.1.2 瞬态动力学分析法40-41
• 4.2 气浮导轨对测量机动态特性的影响41-43
• 4.2.1 气浮轴承特性41-42
• 4.2.2 气浮导轨的分布及作用42-43
• 4.3 机体结构动变形与位移误差转换模型43-46
• 4.3.1 偏转误差43-44
• 4.3.2 偏转误差和位移误差之间的关系44-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第五章 测量机动态误差分离和修正47-60
• 5.1 运动相关性模型47-48
• 5.2 测量机动态误差对比实验48-50
• 5.2.1 实验方案48
• 5.2.2 实验准备48-49
• 5.2.3 实验步骤及说明49-50
• 5.2.4 实验数据记录50
• 5.3 数据分析与数学建模50-56
• 5.3.1 ISO230/2定位精度评定指标50-51
• 5.3.2 三轴在不同速度下的精度评定结果比较51-55
• 5.3.3 数据分析55-56
• 5.4 测量机动态校准新方法探索56-59
• 5.4.1 测量机的动态校准56-58
• 5.4.1.1 测量机几何误差的动态补偿57-58
• 5.4.1.2 测量机测头动态校准58
• 5.4.2 基于溯源思想的测量机动态误差修正方法58-59
• 5.5 本章小结59-60
• 第六章 总结和展望60-63
• 6.1 研究总结60-62
• 6.2 研究工作展望62-63
• 参考文献63-66
• 附录66-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文69

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 张梅;费业泰;盛立;;三坐标测量机高速测量下的动态综合误差分析[J];工具技术;2008年10期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 杨洪涛;坐标测量机误差建模与修正技术研究[D];合肥工业大学;2007年

2 丁邦宙;基于光纤布拉格光栅的触发式三维测头研究[D];合肥工业大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 张旭忠;直线电机驱动的气浮导轨实验台研制[D];西安工业大学;2012年

2 陈英姝;数控误差补偿新技术研究[D];河北工业大学;2006年

3 王琦;纳米三坐标测量机的精度设计与误差修正[D];合肥工业大学;2006年

4 夏瑞雪;纳米三坐标测量机误差分离方案的研究[D];合肥工业大学;2007年

5 冯忠;MC850三坐标测量机动态误差修正方法的研究[D];安徽大学;2010年

6 覃遵涛;三维激光扫描系统的误差分析与标定技术的研究[D];东北林业大学;2010年

7 何康;汽车冲压件在线检测设备设计及特性研究[D];南昌大学;2010年

8 温培艳;三坐标测量机误差分析[D];东北大学;2008年

9 韩欣;触发式光纤测头关键技术研究[D];北京工业大学;2012年

  本文关键词：三坐标测量机动态误差源分析与建模研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：282276