三自由度并联姿态测量机构误差建模

提出了并联结构的三自由度姿态测量装置，将其连接到三自由度串联结构位置测量仪的末端可实现对被测物体六自由度位姿综合测量，通过机构分析得出了被测物体姿态的显式解。对三自由度并联姿态测量机构的测量误差进行建模，姿态角的测量误差以显式给出，测量时各位姿下的测量误差可实时显示，为机构设计参数的优化奠定了基础。     

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。     

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.     

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.     

三自由度并联姿态测量机构及其位姿显式解

考虑到串联结构的六自由度位姿仪在对被测物体进行位姿综合测量时存在的误差累积，影响测量精度，提出并联结构的三自由度姿态测量装置，将其连接到三自由度串联结构位置测量仪的末端来实现被测物体六个自由度的综合测量。通过机构综合来克服并联机构正解困难，经推导得出被测物体姿态的显式解，从而缩短了计算时间，大大提高了测量效率。测量精度分析为三自由度并联结构姿态测量机构设计奠定了基础。     

三坐标测量机几何误差的建模及测量

误差补偿是提高三坐标测量机整体精度的高效且经济的手段,为通过该途径实现三坐标测量机精度的提升,进行了其前行基础步骤的研究——误差源分析、误差建模及误差测量。由此,找出了对三坐标测量机精度影响重大的21项几何误差;根据误差特性,建立了对应的误差矩阵,同时介绍了测量方法和测量原理,并用实验证实了该方法的可行性,为后续的误差补偿方法来提升三坐标测量机精度奠定了基础。     

Delta并联机械手几何误差建模及灵敏度分析

以一类含平行四边形支链的Delta并联机械手为对象,利用空间矢量链分析方法,构造出机构末端位置和姿态误差与几何误差之间的映射关系,明确揭示出影响机构末端不可补偿误差的几何误差源,并借助灵敏度分析定量揭示几何误差对末端位姿误差的影响.研究成果对指导同类装备的设计与制造具有普遍的意义.     

3-RPS对称并联式机械腿误差模型及分析

针对以2R1T对称并联机构中3-RPS并联机构为核心的机械腿,基于矩阵全微分理论,建立了机构位姿误差模型.通过数值仿真得知,相对机构误差对动平台X与y向的影响,其对Z向的影响更大,将产生较大误差,达到0.308 mm;对应的Rodrigues参数中Φ2误差相对于Φ1变化较大,达到7.1×10-5,参数Φ3保持为零.一些结构误差由于使末端位姿发生明显变化,在制造与装配工艺性方面应相应加强;在驱动杆件误差发生变化时,末端位置Z轴参数变化较大,在0.5mm范围内变化,末端姿态参数Φ2的误差分量约是相应Φ1变化值的2倍;各项误差导致的动平台位置误差呈非线性趋势变化,但变化较小,可近似为线性变化,可用软件方法进行补偿.     

交叉杆型并联机床误差模型建立与分析

基于交叉杆型并联机床的并联机构特点,利用空间矢量法建立了几何误差的数学模型,由此得出了动平台中心点位姿误差与铰链点位置误差和驱动杆长度误差的关系表达式。并针对BJ-04-02(A)型交叉杆并联机床的初始位置误差进行了计算分析,所得结论对并联机床的性能评价有一定的指导意义。     

高速扫描CMM的几何动态误差

利用有限元软件研究了CMM在快速探测时导轨几何误差的动态模型。研究表明,X导轨的绕y和z方向的角误差εy（x）与εz（z）能产生显著的动态效应。它们的动态误差造成CMM,尤其是低刚度CMM中对应测端静态分量大的改变。由此,提出一个能提高CMM快速探测时误差补偿精度的简单方法,即根据探测速度及y坐标值对几何误差曲线进行平滑化。     

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。     

Error Analysis of Three Degree-of-Freedom Changeable Parallel Measuring Mechanism

A three degree-of-freedom （DOF） planar changeable parallel mechanism is designed by means of control of different drive parameters. This mechanism possesses the characteristics of two kinds of parallel mechanism. Based on its topologic structure, a coordinate system for position analysis is set-up and the forward kinematic solutions are analyzed. It was found that the parallel mechanism is partially decoupled. The relationship between original errors and position-stance error of moving platform is built according to the complete differential-coefficient theory. Then we present a special example with theory values and errors to evaluate the error model, and numerical error solutions are gained. The investigations concentrating on mechanism errors and actuator errors show that the mechanism errors have more influences on the position-stance of the moving platform. It is demonstrated that improving manufacturing and assembly techniques can greatly reduce the moving platform error. The small change in position-stance error in different kinematic positions proves that the error-compensation of software can improve considerably the precision of parallel mechanism.     

基于CAD模型的自由曲面检测方法

针对自由曲面的设计和加工特点，提出了采用点接触式三坐标测量机对自由曲面进行检测时，数学模型的建立方法，指出检测点数量的确定不仅与加工设备的精度和检测的置信度有关，而且还与自由曲面的面积大小有关，检测点的分布则应综合考虑曲面的曲率变化情况和曲面形状对测量网格的制约关系。由于非均匀有理B样条方法表达曲面的独特性，对复杂自由曲面应采取分片测量和评价的方法，同时在几何量测量中采用优化搜索的方法确定最小不合格区域，便于后续的分析和处理。     

三坐标测量机气浮导轨引起的动态误差

为了分析弱刚度气浮导轨对测量机动态测量误差的影响,根据三坐标测量机气浮导轨分布情况和摩擦力特点,应用动力学知识对气浮导轨弱刚度和单边驱动引起的动态测量误差的传递路径、影响因素、表现形式进行系统的研究,推导了单边驱动引起的气浮导轨振动变形振幅的理论计算公式.分析结果表明,振动的主要激励是驱动力与惯性力形成的力偶,振幅大小与驱动加速度波动相关.应用谱分析方法对数据进行处理,验证了理论分析结果,气浮导轨振动引起的动态测量误差是测量机误差的主要成分之一,各误差分量相关性较强,测量机存在最佳测量速度.     

并联六坐标测量机的测量空间模型和测量模型

为深入研究并联坐标测量机的工作空间、控制算法和测量精度等，必须对其进行机构位置分析，建立和求解测量空间模型和测量模型是位置分析基本任务，是一项核心技术，为降低测量模型建立和求解的难度，设计了演化Stewart型的并联六坐标测量机，介绍了其特点，建立了所设计并联六坐标测量机位置分析的坐标系，采用矢量分析法和等效机构法，分别获得了测量空间模型和测量模型，利用Matlab语言编制程序，得到了不同初始条件下两种模型的数值解，通过计算机仿真验证了两种模型的正确性。测量空间模型和测量模型的研究为并联六坐标测量机的性能分析提供了依据。     

圆柱度仪测量基准反向法误差分离技术

对大尺寸试件的圆柱度误差的超精测量,仪器的测量基准误差不能忽略,如何分离出基准本身的形状误差及基准之间的位置误差产长期存在的难题。本文首次提出一种可分离出基准间的平行度误差以及直行基准的形状误差的方法,即反向法,从而较圆满地解决了这一问题。利用该方法建立的模型可用于重要试件圆柱度误差的超精测量中,该技术对超精密车床的研制提供了依据。     

关于三坐标测量策略的探讨

基于过程控制的思想并依据有关测量标准和实践经验,分析了影响三坐标测量机测量结果的因素,探讨了三坐标测量机具体的测量策略.操作者具备足够的操作技能,注意选择标定合格的测量机和测量环境,尤其是要采取正确的测量策略,相应地就能获得高质量的测量数据.     

仿人多关节坐标测量机的数学建模及其误差分析

仿人多关节坐标测量机是一种新型的非笛卡尔式坐标测量机,它仿照人的腰关节,肩关节,肘关节和腕关节的结构,将一系列杆件和测量间通过具有旋转导轨的关节连接起来,以角度测量基准取代了长度测量基准,从而具有结构简单,体积小,测量范围大,使用灵活方便等优点。