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1、目前,隨著工業(yè)測(cè)量和加工技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的正交坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在很多場(chǎng)合的應(yīng)用受到限制,例如:生產(chǎn)線(xiàn)中零件的在線(xiàn)檢測(cè)、車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)中零件的檢測(cè)、大尺寸零件的測(cè)量、室外環(huán)境中物品的逆向數(shù)據(jù)采集等。而基于非正交系的坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng),結(jié)構(gòu)上采用仿人工關(guān)節(jié)臂等結(jié)構(gòu)形式,與傳統(tǒng)的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(Coordinate Measuring Machine,CMM)相比,具有體積小、重量輕、靈活輕巧、搬運(yùn)方便、測(cè)量空間大、操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低等優(yōu)勢(shì),近年來(lái)其應(yīng)用需求不斷擴(kuò)大
2、。但限制其廣泛使用的關(guān)鍵因素是測(cè)量精度相對(duì)偏低。本論文開(kāi)展一種非正交坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)一柔性坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的研究,重點(diǎn)圍繞柔性坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與精度問(wèn)題,建立系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和誤差模型,討論結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化與精度的關(guān)系,并進(jìn)行了仿真分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 首先設(shè)計(jì)了柔性坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。確定了機(jī)械結(jié)構(gòu)的關(guān)節(jié)自由度數(shù)及關(guān)節(jié)連接方式,關(guān)節(jié)之間測(cè)量信號(hào)線(xiàn)的連接采用滑環(huán)裝置,實(shí)現(xiàn)了關(guān)節(jié)的無(wú)限制旋轉(zhuǎn),使操作靈活、方便,且無(wú)測(cè)量死角。關(guān)節(jié)材料選用高硬度
3、的航空鋁合金,臂身?xiàng)U件材料選用碳素纖維,降低結(jié)構(gòu)重量以便于操作,同時(shí)也降低桿件由于室溫變化所引起的熱變形。 建立了柔性坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和誤差模型。具體包括:第一步建立理想運(yùn)動(dòng)方程,第二步在考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差與角度傳感器誤差后得到綜合測(cè)量方程,第三步根據(jù)綜合測(cè)量方程推導(dǎo)出測(cè)量機(jī)的系統(tǒng)誤差模型和隨機(jī)誤差模型。 分析了25項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的誤差對(duì)測(cè)頭位置精度的影響權(quán)重,重點(diǎn)對(duì)測(cè)量機(jī)的關(guān)節(jié)桿長(zhǎng)和零件公差進(jìn)行了優(yōu)化分析。對(duì)回轉(zhuǎn)軸等關(guān)
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