应用激光跟踪仪的三坐标测量机几何误差检测方法

几何误差是三坐标测量机的重要误差来源。当前三坐标测量机几何误差检测方法存在效率低、测量精度不高的问题,严重影响三坐标测量机使用性能的进一步提升。为此,提出了一种应用激光跟踪仪的三坐标测量机几何误差检测与直接分离方法。首先,基于多体系统理论和齐次坐标变换方法,建立三坐标测量机几何误差模型;其次,建立激光跟踪仪测量几何误差的数学模型,以三坐标测量机几何误差特性为约束条件,结合Levenberg-Marquardt方法,从而实现了几何误差的直接分离。最终,应用该方法在某三坐标测量上进行了几何误差检测试验,并使用激光干涉仪进行了单项定位误差和空间位置误差的检测对比。试验结果表明该三坐标测量机X轴、Y轴和Z轴定位误差分别为-27.06μm、43.75μm和36.76μm,X轴、Y轴垂直度误差为-82.89μrad,是其主要误差来源;预测最大空间误差为76.64μm,位于测量空间的极限区域。辨识结果与激光干涉仪检测结果相比,X轴、Y轴和Z轴定位误差最大相差7.43μm,体对角线预测定位误差最大相差10.51μm;与其他跟踪测量方法相比,X轴和Y轴空间位置误差与激光干涉仪检测结果相差最小为5.3μm,验证了该方法的有效性。该方法可在2h内实现三坐标测量机17项几何误差的检测,具有快速和高精度的优点,在三坐标测量机和数控机床精度检测领域有较大的应用前景。     

三坐标测量机动态误差研究及应用现状

随着三坐标测量机高速测量的发展,动态误差成为影响其测量精度的重要因素。本文从三坐标测量机的动态特性、关键部件动态性能及动态误差修正方面介绍了三坐标测量机动态误差的研究现状,并对目前所存在的问题进行了分析。     

三坐标测量机的误差分析及其补偿

应用坐标变换理论分析了三坐标测量机的仪器误差，提出了对三坐标测量机的误差进行软件补偿的方法，并作了二维坐标测量误差补偿的验证．     

三坐标测量机测头的校正方法和误差分析

三坐标测量机的测头是坐标测量机的关键部件,主要用来触测工件表面。为确保测量机的测量精度和测量效率,现通过对三坐标测量机测量系统接触式测头结构特点的分析,并对测头校正时所产生的误差进行分析探讨,提出了测头直径有效的校正和使用方法,从而获得最佳的有效工作长度和测针刚性,提高了测量精度。     

三坐标测量机测头系统的误差分析与修正

测头是三坐标测量机的关键部分,其动态性能对测量机最终测量结果有直接的影响。为了提高三坐标测量机测头的测量精度,以触发式测头系统为主,研究了测头系统动态误差的构成,分析了测头预行程误差来源及影响因素,提出了将测头直径动态标定与微平面补偿法相结合的方法对测头直径进行补偿。通过对凹轮轮廓进行测量,并在逆向工程软件中对测头直径补偿前后进行对比。结果表明,该方法对测量机测头直径有较好的补偿效果,具有一定的应用价值。     

三坐标机在齿轮误差测量中的应用

本文讨论了三坐标测量机测量误差的原理，提供了一种测量齿轮误差的新方法。并用实验证明了该测量方法的正确性。该方法为开发三坐标机提供了理论依据     

基于nu-SVM的三坐标测量机空间相关动态误差建模

为了建立高精度的三坐标测量机动态误差修正模型,分析了三坐标测量机空间动态误差相关性的特点,介绍了所采用的建模方法支持向量机（nu-SVM）的基本原理和算法。利用双频激光干涉仪建立了MC850移动桥式三坐标测量机的单向动态误差分离装置,分离了不同空间位置下的单向动态误差。分别应用BP神经网络、nu-SVM建模方法和误差数据建立了测量机的空间三维动态误差模型,进行了验证和比较,nu-SVM的建模精度比BP神经网络高。     

纳米三坐标测量机的误差分析与分离

针对所研制的纳米三坐标测量机的具体结构,运用现代精度保障理论和技术,结合动、静力学相关知识,进行了纳米量级水平的误差源全面分析,对各误差的表现形式和影响进行了详细的描述,为后续的误差分配和结构优化设计打下基础。根据纳米坐标测量机的精确环境要求和所研制的纳米三坐标测量机结构、误差分布特征和精度要求,利用微型三光束平面干涉仪,设计了相关的支架组成了误差分离实验装置,实现标准量示值误差、导轨直线度线值误差和俯仰、偏摆和滚转误差的一次性分离,减小激光干涉仪发热、振动等外界环境因素对测量机误差的影响,同时避免了使用单一功能的仪器分次非实时测量带来的附加误差。实际分离实验结果验证了误差分离实验装置的有效性与可靠性。     

三坐标测量机建立坐标系方法及应用

三坐标测量机属于高精密设备,目前应用在航天航空、机床制造及汽车行业,高精度的检测进一步提高了零件的加工质量。本文主要介绍了三坐标测量机的组成结构和测头系统。通过经典的“3-2-1”法完成典型零件建立坐标系的方法,利用测量实例对使用过程存在的测量误差进行分析,为后续提高三坐标测量零件精度提供参考价值。     

数控装备误差补偿关键技术研究

制造业虚拟工厂模式可以降本增效、优化服务质量,是应对全球化激烈竞争的不二选择。在该模式下,为不断提升产品质量,主要研究与之生产过程相关的数控装备精度提升关键技术即误差补偿关键技术,具体包括误差源分析、误差建模、误差测量及误差数据处理。由此,以五轴机床为数控装备的代表,找出了影响其精度的45项几何误差;并通过误差建模,构建了这45项误差与五轴机床系统总误差的关系;其次,根据五轴机床误差特性,构建了测量系统,并证实了该系统的有效性;最后,针对测量数据,展开误差处理分析,解决了非测量节点数据问题,同时大幅降低了数据量信息,为快速有效地进行误差补偿奠定了数据基础。     

摆线齿形误差检测分析

摆线齿轮是摆线针轮行星传动的关键零件,针对国内生产现状,提出了三坐标测量机和工具显微镜进行摆线轮误差的测量,两者均可反映整个台廓的齿形误差,对提高摆线轮的加工精度提供了理论保障。     

CMM测量正交面齿轮的误差理论分析

基于面齿轮啮合理论和面齿轮坐标转换关系建立了面齿轮齿面数学模型,分析了面齿轮齿面上任一点的法线向量;基于该模型研究了在采用坐标测量机测量面齿轮齿面误差时由于测量坐标系和面齿轮设计坐标系不重合造成的误差,同时分析了坐标测量机测头直径对测量误差的影响;提出了误差补偿公式,为面齿轮的坐标测量奠定了理论基础.     

折弯模具检测装置标定研究

给出折弯模具检测装置的测量方案,建立该检测装置的理论测量模型。利用三坐标测量机作为折弯模具尺寸的外部检测校准设备,在折弯模具理论测量模型的基础上建立标定的数学模型。模型求解分粗标定和基于补偿量识别的标定两步,并用牛顿迭代法对补偿标定进行求解。在MATLAB环境下编程进行数值仿真,采用误差补偿方法获得标定后的检测装置测量模型。采用三坐标测量机和折弯模具检测装置对多组模具进行测量,对比实验结果,验证了标定模型的可解性与折弯模具检测测量模型建立的正确性。     

并联机器人误差检测与补偿的三平面法

为了提高并联机器人的定位精度,需对其进行误差检测与补偿.该文提出"三平面测量法",在并联机器人运动平台上建立3个近似相互垂直的平面,以三坐标测量机为辅助测量工具,获取这3个平面在某一固定坐标系下的平面方程,从而得到机器人实际位姿.建立6-DOF并联机器人误差方程,结合"三平面测量法"辨识出误差参数,实现并联机器人误差检测、标定及补偿.利用一台具有平行导轨的6-DOF精密并联机器人进行了试验验证.结果表明补偿后机器人期望和实际位姿之间的差别与机器人的重复位姿精度达到同一数量级,较补偿前明显改善.     

机床空间位置误差平面光栅测量补偿及实验验证

针对三坐标立式加工中心的21项几何误差,作者提出了利用平面正交光栅检测机床空间位置误差的方法,并建立了机床空间位置误差与几何误差的关系模型;其次,提出了人工神经网络机床空间位置误差离线补偿的数学模型;最后,通过机床误差测量实验和对实验数据的可视化处理,验证了该方法在机床误差补偿应用中的可行性,为机床位置误差的补偿提供了新思路.     

三坐标测量机测量与常规测量方法的比较

从几何尺寸、形位误差及曲面的测量和测量效率等方面，对三坐标测量机测量和常规测量方法进行了比较。     

基于三坐标测量机的大尺寸非接触测量

以立体视觉测量原理为依据,提出了一种基于三坐标测量机的非接触测量方法.将三坐标测量机与视觉测量系统相结合,使测量系统在700mm×600mm×400mm的范围内测量精度达到20μm.该方法既具有三坐标测量机测量的高精度,又有立体视觉测量的非接触性.最后给出了对典型物体的测量结果.对测量结果的分析表明此方案具有简单可行、测量精度高的特点.     

自由曲面加工误差预测 ——基于模拟退火算法优化的BP神经网络算法

针对三坐标测量机测量效率低的问题,建立了自由曲面加工误差预测模型.采用基于模拟退火算法优化的BP神经网络算法对自由曲面上若干个点的加工误差进行预测,结合模拟退火算法的概率突跳特性,在解空间中随机寻找目标函数的全局最优解,从而改进BP神经网络算法.为进一步提高算法的预测精度,采用加工误差分解的方法剔除点集中的奇异点.用三...     

基于遗传算法的空间直线度误差的求解

提出了一种计算满足最小区域法的空间直线度误差的新方法－遗传算法，并采用实数值编码， 计算精确非常高，理论上可以无限逼近真实值。仿真结果表明，该算法可有效地实验现全局寻优，且算法简单，收敛速度快，在计算机上容易实现，可用于三坐标测量机等测量系统的空间直线度误差测量的数值处理。     

三坐标测量机调试中的几个问题

论述了三坐标测量机的作用并就意大利ＤＥＡ公司生产的ＧＡＭＭＡ１１０３型三坐标测量机安装调试过程中的实际情况，对三坐标测量机的检定环境和条件，以及调试和误差修正等问题进行了分析。