三坐标测量机误差分析

论文摘要

随着制造业的加工精度和自动化程度的不断提高,特别是航空航天、汽车工业和模具工业的发展,对自由曲面的高精度快速测量的要求越来越迫切,对三坐标测量系统精度要求越来越高。本文的主要目的是对非接触式三坐标测量系统精度做出评定并采取有效措施提高精度。本文研究内容包括以下几个方面：（1）对影响激光测头测量精度的因素进行了分析。重点研究了被测物体的倾斜角度和颜色对测量的影响,并提出了一些减小误差的方法。（2）对X、Y、Z轴滚珠丝杠的传动误差采用试验的方法进行检测,进而逐个补偿,提高三座标测量系统精度。（3）采用软件补偿法对三坐标测量系统的系统误差进行补偿,编写误差补偿软件进行补偿。依照原有测量软件,补偿软件采用Visual C++6.0编写,经过测试运行正常。（4）分析测量机动态误差的种类和起因,建立机体结构动变形与位移误差转换模型,指出由机体动变形带来测头处的位移误差不仅与测量速度参数有关,还与测头位置直接相关,为测量机动态误差的空间相关性提供理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 三坐标测量机的发展现状
• 1.2 三坐标测量技术发展趋势
• 1.2.1 向更高测量精度方向发展
• 1.2.2 测量效率进一步提高
• 1.2.3 新材料和新技术的不断应用
• 1.2.4 软件功能不断完善
• 1.3 系统误差补偿的发展现状
• 1.4 系统误差补偿的发展趋势
• 1.4.1 快速检测方法与检具的研究
• 1.4.2 进一步提高误差检验效率与补偿精度
• 1.4.3 动态误差的补偿
• 1.4.4 提高软件与硬件的补偿速度
• 1.4.5 复杂热变形的补偿
• 1.5 课题来源及主要工作
• 1.5.1 课题来源
• 1.5.2 研究内容
• 第2章 实验台硬件介绍
• 2.1 机械功能结构简介
• 2.1.1 主机机构
• 2.1.2 测头
• 2.1.3 电气系统
• 2.2 控制系统的硬件简介
• 2.3 激光测头特性分析
• 2.3.1 激光三角测头基本结构
• 2.3.2 激光三角测头测量原理
• 2.3.3 激光测头的位置控制
• 2.3.4 激光测头的制动控制
• 第3章 激光测头的误差分析
• 3.1 影响测量精度的内部因素
• 3.2 表面倾斜角度对测头精度的影响
• 3.2.1 倾斜角对测量误差的影响分析
• 3.2.2 消除倾斜误差的方法及可行性分析
• 3.3 材料特性对测头精度的影响
• 3.4 颜色对测头精度的影响
• 第4章 三坐标测量机静态误差的研究
• 4.1 三坐标测量机静态误差分析
• 4.2 X、Y、Z轴滚珠丝杠误差
• 第5章 三坐标测量机动态误差的研究
• 5.1 测量机的动态误差
• 5.1.1 测量机动态误差种类和起因
• 5.1.2 测量机对动态误差的灵敏性
• 5.2 动态误差分析
• 5.3 结构动变形与动态误差的转换模型
• 5.3.1 动态偏转误差
• 5.3.2 偏转误差与位移误差之间的关系
• 5.4 动态误差补偿
• 5.4.1 优化结构
• 5.4.2 合理使用坐标测量机
• 5.4.3 误差补偿
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢