隨著智能制造技術(shù)的提升,特別是汽車、航空等行業(yè)的快速發(fā)展,對工業(yè)機器人的需求量日益增多,同時對工業(yè)機器人的空間定位精度的要求也越來越高。當(dāng)前工業(yè)機器人的精度檢測主要采用激光跟蹤儀,但激光跟蹤儀由于測量、跟蹤系統(tǒng)復(fù)雜,研制成本極高,難以大量普及到制造企業(yè)。本實驗室提出采用結(jié)構(gòu)簡單、測量精度可滿足工業(yè)機器人需求的被動式激光跟蹤測量方法檢測運動目標空間位置精度,并自主研制了一種被動式的激光跟蹤儀:三維激光球桿儀。為了提高三維激光球桿儀空間三維坐標的測量精度,本文系統(tǒng)地分析了三維激光球桿儀主要誤差源及其補償方法。首先,根據(jù)三維激光球桿儀測量原理和光機結(jié)構(gòu),分析了主要誤差源,并基于多體系統(tǒng)誤差建模理論完成了整機系統(tǒng)誤差建模。其次,針對誤差補償模型,提出了模型參數(shù)測量方法。采用多齒分度臺和高精度光電自準直儀對二維轉(zhuǎn)臺測角誤差進行標定,通過諧波誤差補償方法對離散測角誤差進行擬合,補償后的測角誤差減小到±1″;采用正倒鏡法直接測量兩旋轉(zhuǎn)軸的相對位置偏差;在精密三軸數(shù)控系統(tǒng)上,測量三維激光球桿儀的基長、二維轉(zhuǎn)臺兩旋轉(zhuǎn)軸的垂直度誤差和導(dǎo)軌軸與水平旋轉(zhuǎn)軸的垂直度誤差;搭建準直測量系統(tǒng)測量伸縮裝置運動誤差。本... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景與意義
    1.2 激光跟蹤儀測量方法研究概述
        1.2.1 激光跟蹤儀測量方法分類
        1.2.2 三類跟蹤系統(tǒng)的特性分析
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 三類跟蹤系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 激光跟蹤系統(tǒng)精度分析現(xiàn)狀
        1.3.3 激光跟蹤儀應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.4 課題研究內(nèi)容與章節(jié)安排
2 三維激光球桿儀空間測量誤差建模
    2.1 空間誤差建�；A(chǔ)理論
    2.2 三維激光球桿儀結(jié)構(gòu)分析與坐標系的建立
    2.3 三維激光球桿儀主要誤差源分析與定義
    2.4 三維激光球桿儀誤差補償模型
    2.5 本章小結(jié)
3 誤差源與部分參數(shù)測量原理
    3.1 測角誤差分析
        3.1.1 圓光柵測量原理
        3.1.2 圓光柵測角誤差
        3.1.3 圓光柵測角誤差補償技術(shù)
        3.1.4 三維激光球桿儀測角誤差標定與補償
    3.2 基長R0標定原理
    3.3 二維轉(zhuǎn)臺兩旋轉(zhuǎn)軸的偏差 Δy標定原理
        3.3.1 相對測量法
        3.3.2 正倒鏡測量法
    3.4 兩垂直度誤差 α 和 β 的標定原理
    3.5 導(dǎo)軌滑塊運動誤差的測量原理
    3.6 本章小結(jié)
4 參數(shù)測量與補償效果比對驗證
    4.1 測角誤差的標定與補償
        4.1.1 二維轉(zhuǎn)臺測角誤差標定實驗
        4.1.2 二維轉(zhuǎn)臺測角誤差補償
    4.2 基長R0測量實驗
    4.3 二維轉(zhuǎn)臺兩旋轉(zhuǎn)軸偏差 Δy測量實驗
    4.4 垂直度誤差 α 和 β 的測量實驗
    4.5 滑塊運動誤差 δx和 δz的測量
        4.5.1 準直值靈敏度Kx和Ky的標定實驗
        4.5.2 導(dǎo)軌滑塊運動誤差的測量
    4.6 比對驗證實驗
    4.7 本章小結(jié)
5 三維激光球桿儀算法及程序設(shè)計
    5.1 數(shù)據(jù)采集與通訊模塊
        5.1.1 二維轉(zhuǎn)臺兩旋轉(zhuǎn)角度的獲取
        5.1.2 徑向伸縮位移參數(shù)的獲取
    5.2 坐標轉(zhuǎn)換模塊
    5.3 角度校正模塊
    5.4 ISO 9283 與實時追蹤模塊
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文與專利情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種導(dǎo)軌直線度與平行度測量系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J]. 王明海,婁志峰,黃余彬,王躍.  現(xiàn)代機械. 2018(05)
[2]激光跟蹤絕對測長多邊法三維坐標測量系統(tǒng)[J]. 吳斌,許友,楊峰亭,錢春強,蔡蓓.  紅外與激光工程. 2018(08)
[3]面向激光追蹤測量系統(tǒng)二維回轉(zhuǎn)軸系的誤差分析及精度保證[J]. 宋輝旭,石照耀,陳洪芳,孫衍強.  中國激光. 2018(05)
[4]高精度激光追蹤測量方法及實驗研究[J]. 陳洪芳,孫衍強,王亞韋,石照耀,宋輝旭.  中國激光. 2018(01)
[5]精密轉(zhuǎn)臺角分度誤差補償[J]. 王福全,王玨,謝志江,劉豐林.  光學(xué)精密工程. 2017(08)
[6]飛秒激光跟蹤儀跟蹤脫靶量零位標定方法[J]. 崔成君,勞達寶,董登峰,高強,周維虎.  紅外與激光工程. 2017(01)
[7]飛秒激光跟蹤儀光軸與豎軸同軸度的標定[J]. 崔成君,勞達寶,高書苑,郝春艷,周維虎.  光學(xué)精密工程. 2016(11)
[8]一種新的圓光柵偏心參數(shù)自標定方法[J]. 馮超鵬,祝連慶,潘志康,郭陽寬.  儀器儀表學(xué)報. 2016(11)
[9]激光經(jīng)緯儀精確交會的實現(xiàn)方法研究[J]. 吳斌,李俊軍.  光電子·激光. 2015(12)
[10]激光跟蹤儀轉(zhuǎn)鏡傾斜誤差的標定及修正[J]. 張滋黎,朱涵,周維虎.  光學(xué)精密工程. 2015(05)

博士論文
[1]單站式激光跟蹤坐標測量系統(tǒng)研究[D]. 張亞娟.天津大學(xué) 2012
[2]提高激光跟蹤三維坐標測量精度的研究[D]. 趙樹忠.天津大學(xué) 2007
[3]多軸數(shù)控機床精度建模與誤差補償方法研究[D]. 粟時平.中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2002
[4]大尺寸空間坐標測量系統(tǒng)精度理論若干問題的研究[D]. 周維虎.合肥工業(yè)大學(xué) 2000

碩士論文
[1]激光跟蹤儀高精度測角誤差補償技術(shù)研究[D]. 李萬紅.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[2]6D精密激光跟蹤測量技術(shù)的研究[D]. 侯寶芬.中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機械研究所) 2012



本文編號：3505150