【摘要】：關(guān)節(jié)式坐標測量機為多級串聯(lián)式極坐標測量系統(tǒng),其測量誤差會逐級傳遞、積累放大,使得其精度相比于正交三坐標測量機還有較大差距,這制約了其在實際工程中的應用。關(guān)節(jié)式坐標測量機在不同測量姿態(tài)下,由六個關(guān)節(jié)上安裝的圓光柵編碼器測得的關(guān)節(jié)角度組合是不同的,而圓編碼器在各個角度上所存在的圓編碼器誤差也是不同的,因而在空間中測量不同點或固定一點不同姿態(tài)時由圓編碼器誤差所產(chǎn)生的測量誤差也會不同,若能找出測量誤差較小的區(qū)域(最佳測量區(qū)),測量時將被測件放置在最佳測量區(qū)中,顯然能夠提高測量時的測量精度。然而,關(guān)節(jié)式坐標測量機誤差源較多,單獨分析圓編碼器誤差對測量機測量空間誤差分布較為困難,本論文基于虛擬樣機技術(shù)建立了關(guān)節(jié)式坐標測量機虛擬樣機模型,并在該模型基礎(chǔ)下分析了圓編碼器誤差與空間測量誤差分布的關(guān)系,為后續(xù)研究打下了基礎(chǔ),主要研究內(nèi)容如下：1、測出圓編碼器誤差,給出其數(shù)學表達式,并給出圖像顯示；2、應用虛擬樣機技術(shù)建立關(guān)節(jié)式坐標測量機的虛擬樣機模型,該模型消除了絕大部分誤差源,使能夠單獨分析由圓編碼器誤差而引起的測量誤差；3、提出了一種用采集一個面上的點替代整個測量空間的點的方法,該方法解決了在空間采集大量均勻點時存在的工作量大及復雜度高的問題；4、基于MATLAB軟件,運用向量化編程思想建立起分析由圓編碼器誤差而產(chǎn)生的空間誤差分布的平臺,對空間任意固定點、一個平面以及整個空間的由圓編碼器誤差而產(chǎn)生的測量誤差進行仿真分析,找出最佳測量區(qū)；并分析改變裝配測量機時安裝圓編碼器的初始安裝角度,達到可測區(qū)域內(nèi)測量誤差整體減小的目的。
[Abstract]:The joint coordinate measuring machine (CMM) is a multistage series polar coordinate measuring system, and its measuring error will be transmitted step by step and accumulated and amplified, which makes the precision of the CMM worse than that of the orthogonal CMM, which restricts its application in practical engineering. The joint angle combination measured by the circular grating encoder installed on the six joints is different for the joint coordinate measuring machine, and the error of the circular encoder in each angle is also different, under the different measuring attitude, the joint angle combination is different by using the circular grating encoder installed on the six joints, and the error of the circular encoder is also different in each angle. Therefore, when measuring different points or different attitude at a fixed point in space, the measurement error caused by the error of the circular encoder will also be different. If we can find out the area where the measurement error is small (the best measurement area), It is obvious that the precision of measurement can be improved by placing the measured parts in the optimum measuring area. However, there are many error sources of joint coordinate measuring machine (CMM), so it is difficult to analyze the error of circular encoder on the spatial error distribution of CMM alone. In this paper, a virtual prototype model of CMM is established based on virtual prototyping technology. On the basis of this model, the relationship between the error of circular encoder and the distribution of spatial measurement error is analyzed, which lays a foundation for further research. The main contents are as follows: 1. The error of circular encoder is measured and its mathematical expression is given. The image display is given. 2. The virtual prototype model of joint coordinate measuring machine (CMM) is established by using virtual prototyping technology. This model eliminates most of the error sources and makes it possible to analyze the measurement error caused by circular encoder error separately. 3. A method of replacing the whole measuring space with collecting points on one surface is proposed. This method solves the problem of large workload and high complexity when collecting a large number of uniform points in space. 4. Based on MATLAB software, a platform for analyzing spatial error distribution caused by circular encoder error is established by using vectorization programming thought. The measurement error caused by the circular encoder error in a plane and the whole space is simulated and analyzed to find out the best measurement area. At the same time, the initial installation angle of the circular encoder installed in the assembly measuring machine is analyzed to reduce the measurement error in the measurable area as a whole.
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH721

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