关节臂式坐标测量机误差分析与校正技术研究
发布时间：2022-01-23 15:41
随着现代科技的不断进步,机械制造业正向着大规模集成化、自动化和智能化方向发展,对测量技术和设备也提出了愈来愈高的要求。就精密测量领域而言,传统的大型三坐标测量机臃肿的结构和昂贵的造价使其与目前行业的现代化要求相差甚远,于是为了实现产品加工制造过程中高机动性、高灵活性的快速精确测量,关节臂式坐标测量机应运而生。因此,本项课题研究具有重要的理论意义和工程价值。本文以海克斯康ROMER六自由度关节臂式坐标测量机为研究对象,对其机械结构和性能特点进行了分析,详细论述了自由度选取的依据和原则,并使用D-H矩阵法建立了基于前向动力学规则的矩阵数学模型。再根据数值代入和Monte Carlo方法对关节臂式坐标测量机的测头运动轨迹进行了测量空间的求解和仿真分析。论文研究了关节臂式坐标测量机的误差源类别,详细阐释了四种系统误差的特性,在深入探究结构参数标定理论的前提下,设计了以去除冗余的最小二乘法为基础的结构参数标定策略。分析了RBF神经网络预测算法,拟定了关节旋转角度误差的校正思路。讨论了测量臂受力形变误差与整机热变形误差的校正难点,然后依次给出了校正的通用步骤。最后利用MATLAB对两种关键系统误差...
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
小阪研究所关节臂式坐标测量机
成为测量领域的重要组成部分。由于关节臂式坐标测量机的机械结构较为复杂，在工业现场安装使用时多种初始误差亟待校正。为了充分发挥关节臂式坐标测量机的结构优势，进一步提高其测量精度，误差分析和校正技术的研究显然具有重要的意义和应用价值。1.2 关节臂式坐标测量机研究与发展现状1.2.1 国外现状关节臂式坐标测量机在国外的研究工作最早可追溯到上世纪八十年代，文献上可查询最早的关节臂式坐标测量机是 1986 年日本小阪研究所开发的双关节原型机，臂长分别为 1250mm，1550mm，该机器只允许测头在圆柱面或球面上运动，如图 1-1 所示[6]。随着技术的革新与进步，1996 年德国 IMM Ingenieurbuero现代测量研究所学者 Lotze W 推出了一种同样是双关节的 ScanMax 关节臂式坐标测量机，ScanMax 是一种为流水线车间而设计的关节臂式坐标测量机，除了二维方向的可移动测量外，还具有误差校正，扫描测量的功能，但该机型测量的方向不可变，灵活性一般，如图 1-2 所示[7]。
FUSION、GAGE）。全系列产品均覆盖六个自由度的关QUANTUM 系列更是推出了七个自由度的关节臂式坐标测拥有最小的测量范围（1.2m），同样也拥有 FARO 公司全度指标（±0.005mm），如图 1-5 所示[11,12]。ces3D 100 关节臂式坐标测量机 图 1-4 海克斯康 INFINITE2.0 系关节臂式坐标测量机
【参考文献】：
期刊论文
[1]关节臂式坐标测量机测量力误差分析及补偿[J]. 罗哉,刘晖,田焜,李冬. 仪器仪表学报. 2017(05)
[2]基于GA-BP神经网络的关节臂式坐标测量机误差预测模型建立[J]. 陈学飞,徐明浩. 工业计量. 2017(S1)
[3]关节臂式坐标测量机垂直度误差标定方法[J]. 王学影,王华,陆艺,张培培. 农业机械学报. 2016(11)
[4]关节臂坐标测量机圆光栅偏心误差建模及修正研究[J]. 郑大腾,谢世坤,罗志扬,张晶,周太平. 电子测量与仪器学报. 2016(10)
[5]关节臂式坐标测量机空间误差建模[J]. 陆艺,张培培,王华,王学影,赵晨馨. 计算机测量与控制. 2016(07)
[6]平行双关节坐标测量机连杆微变形测量系统[J]. 于连栋,鲁思颖,张炜,赵会宁. 电子测量与仪器学报. 2015(11)
[7]某四自由度机械臂建模与MATLAB仿真研究[J]. 王勇,李秀娟. 电子测量技术. 2015(02)
[8]一种基于像素的曲线数字化方法[J]. 俞亮,俞文心. 数字技术与应用. 2014(05)
[9]提高关节臂式坐标测量机测量精度的关键技术[J]. 郑大腾,肖忠跃,周燕辉. 河北科技大学学报. 2014(01)
[10]整体最小二乘估计的研究进展[J]. 刘经南,曾文宪,徐培亮. 武汉大学学报(信息科学版). 2013(05)
博士论文
[1]交叉杆式6轴并联机床误差及刚度特性研究[D]. 陈小岗.南京理工大学 2013
[2]关节臂式坐标测量机系统研究[D]. 王学影.天津大学 2008
硕士论文
[1]二自由度机械臂建模与控制研究[D]. 景包睿.昆明理工大学 2017
[2]圆光栅读数信号的关键处理技术[D]. 王妍.中国计量大学 2016
[3]汽车底盘测量仪标定技术研究[D]. 赵鹏.合肥工业大学 2014
[4]单关节臂式坐标测量机误差标定研究[D]. 冉红雷.天津大学 2014
[5]可重构的关节臂式坐标测量机研究[D]. 张选高.浙江大学 2012
[6]五自由度三坐标测量机的校正技术研究[D]. 张安庆.北京化工大学 2011
[7]六自由度空间机器人的工作空间分析与参数辨识[D]. 李保丰.北京邮电大学 2011
[8]柔性坐标测量机的结构设计与精度研究[D]. 周雄辉.浙江大学 2008
[9]大型空间机械臂的建模与控制研究[D]. 孙敬颋.哈尔滨工业大学 2008
[10]关节臂式三坐标测量系统数学模型及标定技术的研究[D]. 王斌.天津大学 2007
本文编号：3604659
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
小阪研究所关节臂式坐标测量机
成为测量领域的重要组成部分。由于关节臂式坐标测量机的机械结构较为复杂，在工业现场安装使用时多种初始误差亟待校正。为了充分发挥关节臂式坐标测量机的结构优势，进一步提高其测量精度，误差分析和校正技术的研究显然具有重要的意义和应用价值。1.2 关节臂式坐标测量机研究与发展现状1.2.1 国外现状关节臂式坐标测量机在国外的研究工作最早可追溯到上世纪八十年代，文献上可查询最早的关节臂式坐标测量机是 1986 年日本小阪研究所开发的双关节原型机，臂长分别为 1250mm，1550mm，该机器只允许测头在圆柱面或球面上运动，如图 1-1 所示[6]。随着技术的革新与进步，1996 年德国 IMM Ingenieurbuero现代测量研究所学者 Lotze W 推出了一种同样是双关节的 ScanMax 关节臂式坐标测量机，ScanMax 是一种为流水线车间而设计的关节臂式坐标测量机，除了二维方向的可移动测量外，还具有误差校正，扫描测量的功能，但该机型测量的方向不可变，灵活性一般，如图 1-2 所示[7]。
FUSION、GAGE）。全系列产品均覆盖六个自由度的关QUANTUM 系列更是推出了七个自由度的关节臂式坐标测拥有最小的测量范围（1.2m），同样也拥有 FARO 公司全度指标（±0.005mm），如图 1-5 所示[11,12]。ces3D 100 关节臂式坐标测量机 图 1-4 海克斯康 INFINITE2.0 系关节臂式坐标测量机
【参考文献】：
期刊论文
[1]关节臂式坐标测量机测量力误差分析及补偿[J]. 罗哉,刘晖,田焜,李冬. 仪器仪表学报. 2017(05)
[2]基于GA-BP神经网络的关节臂式坐标测量机误差预测模型建立[J]. 陈学飞,徐明浩. 工业计量. 2017(S1)
[3]关节臂式坐标测量机垂直度误差标定方法[J]. 王学影,王华,陆艺,张培培. 农业机械学报. 2016(11)
[4]关节臂坐标测量机圆光栅偏心误差建模及修正研究[J]. 郑大腾,谢世坤,罗志扬,张晶,周太平. 电子测量与仪器学报. 2016(10)
[5]关节臂式坐标测量机空间误差建模[J]. 陆艺,张培培,王华,王学影,赵晨馨. 计算机测量与控制. 2016(07)
[6]平行双关节坐标测量机连杆微变形测量系统[J]. 于连栋,鲁思颖,张炜,赵会宁. 电子测量与仪器学报. 2015(11)
[7]某四自由度机械臂建模与MATLAB仿真研究[J]. 王勇,李秀娟. 电子测量技术. 2015(02)
[8]一种基于像素的曲线数字化方法[J]. 俞亮,俞文心. 数字技术与应用. 2014(05)
[9]提高关节臂式坐标测量机测量精度的关键技术[J]. 郑大腾,肖忠跃,周燕辉. 河北科技大学学报. 2014(01)
[10]整体最小二乘估计的研究进展[J]. 刘经南,曾文宪,徐培亮. 武汉大学学报(信息科学版). 2013(05)
博士论文
[1]交叉杆式6轴并联机床误差及刚度特性研究[D]. 陈小岗.南京理工大学 2013
[2]关节臂式坐标测量机系统研究[D]. 王学影.天津大学 2008
硕士论文
[1]二自由度机械臂建模与控制研究[D]. 景包睿.昆明理工大学 2017
[2]圆光栅读数信号的关键处理技术[D]. 王妍.中国计量大学 2016
[3]汽车底盘测量仪标定技术研究[D]. 赵鹏.合肥工业大学 2014
[4]单关节臂式坐标测量机误差标定研究[D]. 冉红雷.天津大学 2014
[5]可重构的关节臂式坐标测量机研究[D]. 张选高.浙江大学 2012
[6]五自由度三坐标测量机的校正技术研究[D]. 张安庆.北京化工大学 2011
[7]六自由度空间机器人的工作空间分析与参数辨识[D]. 李保丰.北京邮电大学 2011
[8]柔性坐标测量机的结构设计与精度研究[D]. 周雄辉.浙江大学 2008
[9]大型空间机械臂的建模与控制研究[D]. 孙敬颋.哈尔滨工业大学 2008
[10]关节臂式三坐标测量系统数学模型及标定技术的研究[D]. 王斌.天津大学 2007
本文编号：3604659
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