并联六坐标测量机工作空间的确定

介绍了并联坐标测量机的优点及所设计的并联六坐标测量机.分析了影响工作空间的主要因素,推导出并联杆长度、运动副转角、并联杆干涉和结构限制等的约束条件.采用一维搜索的方法确定出工作空间的边界,并推导出其体积公式.     

并联六坐标测量机的研究

介绍了开发并联坐标测量机的意义。讨论了可实现六坐标运动的各种并联机构 ,确定以演化的Stew art平台作为并联六坐标测量机的结构 ,并按空间闭环机构对其进行了自由度分析。介绍了并联六坐标测量机的工作原理 ,设计了控制与测量系统。     

坐标测量机的新发展——并联运动机构坐标测量机

从空间机构学的角度出发,可将坐标测量机分为串联机构坐标测量机和并联机坐标测量机两大类.由于并联机构坐标测量机测量精度高,测头位姿灵活,同时又具有“硬件”简单,“软件”复杂的特点,因而,正在成为坐标测量机领域研究的新热点.文章首先分析了普通笛卡尔串联机构坐标测量机的发展现状及存在问题,然后介绍了并联机构坐标测量机的结构及特点,并对国内外有关并联运动机构理论及其在坐标测量机领域的研究现状与发展趋势进行了综述,最后,对并联机构坐标测量机研究过程中应注意的主要问题进行了探讨.     

3-PTT并联微操作机器人工作空间分析

研究了 3- PTT空间并联微操作机器人机构的工作空间 ,分析了驱动杆伸长量和运动副转角等限制因素对工作空间的影响。通过圆柱坐标数值搜索算法求得工作空间的边界和体积 ,并通过计算机仿真给出了 3- PTT空间并联微操作机器人机构工作空间的三维可视化描述。     

一种新颖并联运动坐标测量机的误差建模与仿真

给出了三自由度并联运动坐标测量机的运动学模型，依据全微分理论，导出测头位置误差与各运动副误差及移动副运动误差之间的相互关系，建立了该坐标测量机的误差模型。用计算机对所建误差模型进行了仿真，讨论了机构参数误差对测量结果的影响，为运动校正和控制奠定了基础。     

一种新颖并联运动坐标测量机的误差建模与仿真

给出了三自由度并联运动坐标测量机的运动学模型,依据全微分理论,导出测头位置误差与各运动副误差及移动副运动误差之间的相互关系,建立了该坐标测量机的误差模型。用计算机对所建误差模型进行了仿真,讨论了机构参数误差对测量结果的影响,为运动校正和控制奠定了基础。     

并联六坐标测量机测量模型的研究

建立和求解并联坐标测量机的测量模型是并联机构位置分析的正解问题，是其工作空间、控制算法和测量精度等研究的基础，为降低建立和求解测量模型的难度，设计了演化Stewart平台型的并联六坐标测量机，介绍了其特点，建立了推导测量模型的坐标系，按空间并联机构理论，采用等效机构法获得了测量模型的解析解，利用Matlab语言编制程序求解测量模型，得到了不同初始条件下测量模型的数值解，通过位置反解检验仿真结果，证明了测量模型的正确性。     

高速6杆并联测量机的运动学建模与奇异性求解

并联机器人具有负载能力强、速度快和刚度大等优点,弥补了串联机器人的不足,使得并联机构成为一个潜在的高速度、高精度运动平台。针对所设计的6杆并联测量机,为解决奇异位形处的动力学性能变差和产生不可控运动等问题,基于主、被动关节所在三条支链的约束关系,推导建立了6杆并联测量机的运动学模型和闭链约束方程,将奇异性求解转化成LMI的极值问题,利用归一化GA算法仅通过15代计算实现了空间奇异位形的求解,精度达到1.168 9×10-5。所用方法避免了常规基于雅克比矩阵进行奇异性求解时产生的大量计算,具有求解精度高、收敛速度快等明显优势,为实现高速、高精度检测奠定了理论基础。     

新型并联机器人坐标测量机仿真建模的实现

为了验证新型5自由度并联机器人坐标测量机的设计方案和理论模型,缩短开发周期,降低开发费用,提高一次性设计成功率,将虚拟样机技术应用于该并联机器人坐标测量机的设计开发过程。利用SolidWorks软件建立该型并联坐标测量机的虚拟样机模型,应用OLE接口技术实现了该型并联坐标测量机的运动仿真和测量仿真,采用ADAMS软件实现了该型并联坐标测量机的动力学分析和仿真,并给出了仿真建模过程中关键问题的解决方案。计算机仿真结果证实了理论模型的正确性,验证了设计的合理性和可靠性。为此新型并联机器人坐标测量机的结构设计和数控系统设计提供了主要参数和理论依据,为并联坐标测量机的工程设计提供了一套有效的分析方法。     

6-SPS并联机床工作空间分析

选用局部坐标系和球铰的转角描述了动平台的位置,分析了运动副转角、杆长、支链干涉等因素对并联机器人工作空间的影响。结合并联机床的加工要求,研究了工作空间及其随自转角的变化规律。     

并联六坐标测量机测量模型的建模与求解

为研究并联坐标测量机的工作空间、控制算法和测量精度等 ,必须进行机构位置分析。测量模型的建立与求解是机构位置分析的正解问题。为降低位置分析难度 ,设计了基于演化Stewart平台的并联六坐标测量机。分别采用等效机构法和三维搜索法建立了测量模型 ,并通过计算机仿真获得了测量模型的解析解和数值解。仿真结果验证了两种建模方法的正确性。     

并联六坐标测量机的虚拟样机

并联坐标测量机是一种新类型的坐标测量机，它模拟多足生物的运动形式。由于运动的复杂性，只凭计算数据很难直观、准确地判断测头的位置和姿态，必须通过虚拟样机模拟并联坐标测量机的作业过程。在Windows2000环境下，通过VC 调用OpenGL函数，对测量机的各部分零件进行实体造型，并按照零件间的装配关系进行实体装配，获得坐标测量机的三维仿真图，再与运动学位置分析的正解模型和反解模型相结合，开发出能实时运动的三维并联六坐标测量机的虚拟样机，实现高效率、低成本的仿真作业。经测试证明，该系统运行可靠，效果逼真，为研制真实样机提供了手段。     

六坐标位姿测量机的设计与研究

该测量机构由串联位置测量机构和并联姿态测量机构组成,具有较大的工作空间和较高的测量精度。机构中设置了一个冗余自由度和重力平衡装置,从而具有很好的灵活性。通过机构综合的方法,合理设计并联姿态测量机构,克服了并联机构正解的困难,使得姿态测量参数存在显式解,从而被测物体的六个坐标参数可以实时显示。由作图法得出机构工作空间。误差建模分析了机构的测量误差,并针对并联姿态测量机构测量误差最小作为目标函数优化了机构运动学设计参数。     

3-PSS并联机构正解及其在坐标测量机中的应用

针对传统坐标测量机和关节臂测量机存在的技术局限,基于3-PSS并联机构原理,提出了只需一只长光栅、一条精密导轨即可实现三维空间精密测量的坐标测量机,并研究了测量系统的测量模型、测量误差模型及并联机构误差平均效应.根据并联机构基本理论建立了测量机的六杆测量模型,在此基础上进行了杆长制造、装配误差和光栅读数误差的理论分析.然后,从理论上展示和说明了并联机构存在误差平均效应的数学本质和依据.最后,介绍了样机的设计及制造,并给出初步的实验结果.在没有进行误差修正和系统标定的前提下,该样机在X,Y,Z3个坐标方向上的测量误差分别为0.029 mm,0.045 mm和0.058 mm.得到的结果可指导新样机的优化设计.     

并联机构工作空间及参数优化研究

以6-PSS Stewart平台为研究对象,分析影响并联机构工作空间的主要因素如并联杆长度、运动副转角、并联杆干涉等对工作空间的约束。采用边界搜索法确定工作空间边界,计算出相应形状的工作空间体积。提出工作空间灵敏度因子来衡量机构参数对工作空间的影响程度。最后根据各机构参数工作空间灵敏度因子的分布情况进行工作空间体积的最优值研究。为并联机构的结构设计和进一步研究奠定了基础。     

悬臂梁式三坐标测量机的误差分析与修正

根据测量工字钢结晶器型腔的悬臂梁式三坐标测量机的结构进行了全误差源的分析,推导了计算主要误差来源的横臂梁的变形误差的计算数学模型。建立了悬臂梁式三坐标测量机的误差模型,并根据该误差模型进行了误差修正实验。试验结果证明:该误差模型可以减小并修正测量机的测量误差。     

6-RSS型并联机构的工作空间分析与参数优化

以6-RSS型并联机构为研究对象,建立解析形式的反向运动学方程,给出考虑驱动副转角范围、球副转角范围、连杆干涉等约束条件时的反解选取准则,推导出每种约束表达与机构参数间关系,特别是复合球副独特的附加约束表达.基于带约束条件的反向运动学方程,利用三维边界搜索法,绘制并联机构多个定姿态工作空间的截面图和三维实体图.最后以工作空间体积为优化目标,获得结构参数和约束条件对工作空间体积的影响关系曲线,为定量分析影响效果提供解决途径,最终利用全局搜索法得到6-RSS机构的一组最优机构参数,在机构整体尺寸基本不变情况下使工作空间增大60%,达到优化机构参数的目的.     

CMM uncertainty analysis with factorial design

The purpose of this research is to present a method to estimate the Coordinate Measuring Machine (CMM) measurement uncertainty. The approach is based on a performance test using a ball bar gauge and a factorial design technique. A factorial design was applied to carry out a performance test and to investigate CMM errors associated to orientation and length in the work volume. The CMM measurement uncertainty was estimated with components of variance obtained after statistical analysis of variance applied to volumetric measurement errors. An application was performed with a Moving Bridge CMM and the results were compared to the volumetric performance test proposed by ANSI/ASME B89.4.1 standard. The results showed that the proposed method is suitable to investigate CMM hardware performance and determine the contribution of machine variables to measurement uncertainty.