并联六坐标测量机的误差模型和误差补偿

为了探讨并联坐标测量机的机构原始误差和测量过程误差引起测量结果的偏差,在并联六坐标测量机的位置分析基础上,依据矩阵全微分理论,提出了机构原始误差与测头的位置和姿态误差模型。研究了机构参数误差变化对测头的位置和姿态误差的影响,明确了减小测头误差的主要途径是提高测量机零部件的机械加工和装配精确度,严格控制角度误差,给出了在机构参数存在误差的情况下,采用误差直接补偿法修正测头位置和姿态的方法,仿真验证表明,采用软件误差直接补偿法,可以明显提高测量准确度。     

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。     

四坐标牙轮测量系统的误差分析

开发了一套对牙轮位置、角度等尺寸进行砟骅检测的四坐标系统，介绍了整个系统的测量方法。根据四坐标牙轮测量系统的特点和测量数据推导了牙轮被测参数的计算公式；仔细分析了测量系统的各误差源，并通过实验获得了相应的误差数据；建立了仪器的误差数学模型；提出了修正误差的方法。     

陆行车质心测量机设计与分析

随着中国军用和民用的车辆工业的飞速发展,国内老式的陆行车质心测量技术无论是从测量原理还是测量设备都逐渐落后.现设计一种采用平行四边形机构的新型陆行车质心测量机,根据空间力矩平衡建立一种质心测量公式.以设计指标和实际使用为出发点设计陆行车质心测量机的具体尺寸,采用CATIA三维软件进行建模,并通过NX Nastran的高级仿真对机器的部分机构进行分析.对载物平台进行静力学分析,校验其强度和形变程度.对平行四边形机构的连杆进行静力学分析和特征值屈曲分析,研究连杆的强度和稳定性.     

两种并联机构的静刚度及有限元分析

以经典的3-RPS和其变异机构3-SPR并联机构为例,建立考虑约束反力两种机构的6×6形式的雅可比矩阵,并建立刚度模型.利用实体建模软件SolidWorks建立两种并联机构的实体模型,并利用商用有限元软件Workbench对其进行有限元分析,对比了两种并联机构的变形情况.结果表明3-SPR并联机构的刚度性能优于3-RPS并联机构的刚度性能,两种并联机构的Z方向刚度均比X、Y两个方向的刚度大.     

三坐标测量机在自由曲面反求工程中的应用

结合LK三坐标测量机的特点，在实际反求工作中采用该三坐标测量机对自由曲面进行扫描测量，对测量数据应用Ideas9．0中的Freeform软件实现曲面重构，得到曲面CAD模型，并给出了一个应用实例、     

基于等距模型的弧面凸轮测量方法

弧面凸轮的廓面为空间不可展曲面,难以找到一种准确度高的快速测量方法.通过三坐标测量机搭配转台组成测量装置,对弧面凸轮等距模型的特征线进行测量,提出一种基于等距模型的弧面凸轮测量方法.首先,分析了等距模型的测量原理,避免了半径补偿;其次,提出了特征线的测量方法,评定等距模型的线轮廓度误差,讨论其对凸轮分度箱及换刀机械手的影响;最后,通过实验验证了测量方法的可行性,并提出了本测量方法的改进意见,可更好地实现弧面凸轮机构设计、加工、测量一体化.     

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。     

CCD像感器位置测量的性能分析

对ＣＣＤ像感器位置测量的潜在能力进行了分析，建立了光电信号模型，并导出了位置测量的极限精度公式，分析了影响位置测量精度的因素，对两种常用的光信号分布的一维情况进行了详细的讨论。     

多关节柔性三坐标测量系统标定技术研究

为了克服传统的笛卡尔坐标测量系统的缺点,基于Denavit-Hartenberg方法建立多关节柔性三坐标测量系统的数学模型,提出了一种基于改进遗传算法标定技术,并通过采用改进多点交叉算子、自适应变异算子及两次最优保存策略,保证算法标定精度.在Faro Platinum 4 ft平台上,通过反转法验证标定算法精确性,为进一步提高系统精度奠定了理论基础.     

回转类零件形位误差综合测量技术的研究

在机械制造业中,回转类零件占有很大比重,而这些零件的形位误差对其质量及使用性能具有相当重要的影响.目前,对形位误差的测量常采用三坐标测量机、圆度仪以及形状测量仪等.这些仪器有的价格昂贵,有的测量项目单一.本文分析了回转类零件形位误差的特点,提出了一种回转类零件形位误差综合测量方法.     

树脂镜片加工用局部球面并联机床的设计

针对光学树脂镜片传统注塑和浇铸方法加工工艺复杂的问题,提出采用局部球面并联机床实现镜片加工的方法.依据空间机构自由度理论对局部球面并联机床的基本结构进行设计,通过分析局部球面并联机床的工作空间,建立了杆件的长度变化以及铰链角度变化的理论模型,以此为基础研究了保证镜片周边加工完整性和加工不同镜片轮廓可靠性的方法,给出了用于树脂镜片加工的局部球面并联机床的设计方法.     

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。     

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.     

CMMs Development Activities

1Early CMM Development History Atypical Coordinate Measuring Machineis composed of 3 axes witha 2-axis probe head.The 3D measuringmachines (called universal measuring machine that ti me) were invented in the 1950s with hard probes andVernier scales .In the early 1960s the first electronic CMM was developed with metal scales and encoders thatread the scales and automatically displayed data on a digital readout . The advent of relatively inexpensive com-puters for commercial andindustrial …     

并联机器人响应幅值增益的非线性校正

为了提高并联机器人位姿控制精度,在六自由度各自由度分别设计了相应的计算机软件幅值增益非线性校正器.各校正器分别在其自由度上对应一种从系统实际输出到信号输入的映射关系,结果说明增加校正器后并联机器人运动幅值在相同输入下有显著提高.     

应用三坐标测量机实现JMC匹卡车覆盖件的快速反求

从测量规划开始，通过三坐标测量机测量，获得大量的曲面坐标点，经过数据处理。最后将物理模型转化成CAD模型，同时利用CAD系统重新对这些复杂曲面数据点进行形状描述。所获得的图形不仅能够反映完整的形状信息，而且满足特征精度要求，并能够由此提供分析与制造所需的信息，从而实现逆向工程设计。     

基于Stewart平台虚轴机床运动学研究

以Stewart平台机构为基础 ,将 6杆 6自由度的Stewart平台机构演变成 3杆 3自由度的Stewart平台的简化形式 ,并将该机构与机床结构相结合 ,建立了 3自由度虚轴机床的结构模型。运用机构运动学与数学理论 ,建立了虚轴机床运动学方程 ,分析了机构结构参数对机床作业空间的影响 ,并通过计算机仿真画出了各影响因素与作业空间的关系曲线。对虚轴机床的活动平台在空间运动时关节摆角的变化规律进行了研究。为了从理论上进一步验证虚轴机床作业空间的分析结果 ,运用Matlab软件对虚轴机床的作业空间进行了计算仿真。从而 ,确定了该虚轴机床在空间中X、Y、Z三个方向的运动范围。为在机床领域合理利用机器人技术作了基础研究工作。