三坐標(biāo)測量機動態(tài)誤差源分析、建模與修正技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展對三坐標(biāo)測量機提出了更高的測量速度和精度要求，但測量機的動態(tài)特性限制了測量機測量速度的提高，其原因是測量機動態(tài)誤差對測量精度有較大影響。本文以測量機主要動態(tài)誤差源分析為理論基礎(chǔ)，以測量機動態(tài)特性分析實驗為依據(jù)，對測量機在不同速度參數(shù)和空間位置時進行動態(tài)誤差建模研究。并采用軟硬件相結(jié)合的方法進行動態(tài)誤差修正，以提高動態(tài)測量精度。 在對測量機觸發(fā)運行模式下的動態(tài)特性進行實驗研究的基礎(chǔ)上，闡明了測量機動態(tài)誤差的來源和構(gòu)

2、成。重點研究了測頭系統(tǒng)、機體結(jié)構(gòu)、測量系統(tǒng)對測量機動態(tài)誤差的影響。對于測頭系統(tǒng)，研究了測頭系統(tǒng)動態(tài)瞄準(zhǔn)誤差的構(gòu)成，提出等效測頭作用直徑的概念，分析速度參數(shù)對作用直徑的影響，建立了理論模型。對于機體結(jié)構(gòu)，研究了機體動態(tài)變形產(chǎn)生機理，建立機體結(jié)構(gòu)動態(tài)變形與位移誤差轉(zhuǎn)換模型，從理論和實驗上驗證機體動態(tài)變形的空間相關(guān)性。研究了光柵測量系統(tǒng)光柵柵線刻劃誤差、光柵副誤差、電子系統(tǒng)誤差、溫度誤差，為研發(fā)新型的光柵測量系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。 研制高精

3、度動態(tài)誤差數(shù)據(jù)采集對比實驗系統(tǒng)，用雙頻激光干涉儀作為高精度的動態(tài)測量基準(zhǔn)，實時測量在不同速度下測量機各軸的實際位移，并與光柵系統(tǒng)的讀數(shù)相比較，二者之差為單軸動態(tài)誤差。根據(jù)ISO230-2標(biāo)準(zhǔn)處理實驗數(shù)據(jù)，分析不同速度下測量機單軸穩(wěn)定性及軸之間的相關(guān)性，實現(xiàn)比現(xiàn)行靜態(tài)校準(zhǔn)方法更精確的動態(tài)校準(zhǔn)。 按照《測量不確定度表示指南》所確定的框架，使用已被校準(zhǔn)工件對測量機測量不確定度評定。同時，基于MonteCanto方法對坐標(biāo)測量機動態(tài)測量

4、不確定度進行評定，與按照動態(tài)測量不確定度A類評定和B類評定結(jié)果相比較，該方法對動態(tài)測量不確定度評定更符合實際情況。 在動態(tài)誤差源分析、建模的基礎(chǔ)上，采用軟硬件相結(jié)合的方法進行動態(tài)誤差修正的研究，用2次樣條擬合和shape-preserving函數(shù)擬合修正動態(tài)誤差，用二元線性回歸建立不同測位與速度變化時測量機綜合動態(tài)誤差模型，以此來修正動態(tài)誤差?；诙文獱枟l紋原理探討了納米測量精度光柵測量標(biāo)尺，將有可能改善目前光柵信號細分電路延