三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)動(dòng)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(duì)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)提出了更高的測(cè)量速度和精度要求，但測(cè)量機(jī)的動(dòng)態(tài)特性限制了測(cè)量機(jī)測(cè)量速度的提高，其原因是測(cè)量機(jī)動(dòng)態(tài)誤差對(duì)測(cè)量精度有較大影響。本文以測(cè)量機(jī)主要?jiǎng)討B(tài)誤差源分析為理論基礎(chǔ)，以測(cè)量機(jī)動(dòng)態(tài)特性分析實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，對(duì)測(cè)量機(jī)在不同速度參數(shù)和空間位置時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)誤差建模研究。并采用軟硬件相結(jié)合的方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)誤差修正，以提高動(dòng)態(tài)測(cè)量精度。 在對(duì)測(cè)量機(jī)觸發(fā)運(yùn)行模式下的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，闡明了測(cè)量機(jī)動(dòng)態(tài)誤差的來(lái)源和構(gòu)

2、成。重點(diǎn)研究了測(cè)頭系統(tǒng)、機(jī)體結(jié)構(gòu)、測(cè)量系統(tǒng)對(duì)測(cè)量機(jī)動(dòng)態(tài)誤差的影響。對(duì)于測(cè)頭系統(tǒng)，研究了測(cè)頭系統(tǒng)動(dòng)態(tài)瞄準(zhǔn)誤差的構(gòu)成，提出等效測(cè)頭作用直徑的概念，分析速度參數(shù)對(duì)作用直徑的影響，建立了理論模型。對(duì)于機(jī)體結(jié)構(gòu)，研究了機(jī)體動(dòng)態(tài)變形產(chǎn)生機(jī)理，建立機(jī)體結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變形與位移誤差轉(zhuǎn)換模型，從理論和實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證機(jī)體動(dòng)態(tài)變形的空間相關(guān)性。研究了光柵測(cè)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(cè)量系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。 研制高精

3、度動(dòng)態(tài)誤差數(shù)據(jù)采集對(duì)比實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用雙頻激光干涉儀作為高精度的動(dòng)態(tài)測(cè)量基準(zhǔn)，實(shí)時(shí)測(cè)量在不同速度下測(cè)量機(jī)各軸的實(shí)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(dòng)態(tài)誤差。根據(jù)ISO230-2標(biāo)準(zhǔn)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析不同速度下測(cè)量機(jī)單軸穩(wěn)定性及軸之間的相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)行靜態(tài)校準(zhǔn)方法更精確的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)。 按照《測(cè)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(duì)測(cè)量機(jī)測(cè)量不確定度評(píng)定。同時(shí)，基于MonteCanto方法對(duì)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)動(dòng)態(tài)測(cè)量

4、不確定度進(jìn)行評(píng)定，與按照動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度A類評(píng)定和B類評(píng)定結(jié)果相比較，該方法對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)量不確定度評(píng)定更符合實(shí)際情況。 在動(dòng)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(jìn)行動(dòng)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(dòng)態(tài)誤差，用二元線性回歸建立不同測(cè)位與速度變化時(shí)測(cè)量機(jī)綜合動(dòng)態(tài)誤差模型，以此來(lái)修正動(dòng)態(tài)誤差?；诙文獱枟l紋原理探討了納米測(cè)量精度光柵測(cè)量標(biāo)尺，將有可能改善目前光柵信號(hào)細(xì)分電路延