三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量過(guò)程的動(dòng)態(tài)誤差制約著工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量效率的提高,為此,提出一種三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)高速測(cè)量過(guò)程動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償方法以改善測(cè)量精度。為使研究具備典型性與代表性,以市場(chǎng)上較為廣泛使用的移動(dòng)橋式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為研究對(duì)象,通過(guò)建立誤差分離平臺(tái)分析測(cè)量機(jī)高速測(cè)量過(guò)程動(dòng)態(tài)特性,確定了能夠表征測(cè)量過(guò)程動(dòng)態(tài)誤差的四項(xiàng)參數(shù),即最大定位誤差（MPE）、殘余定位誤差（RPE）、最大逼近誤差（MAE）、殘余逼近誤差（RAE）。采用正交實(shí)驗(yàn)方法分析了動(dòng)態(tài)誤差參數(shù)的共性影響因子（定位速度、定位距離、逼近速度、逼近距離）對(duì)動(dòng)態(tài)參數(shù)的影響程度,并利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)球得到訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本,分別使用訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本對(duì)測(cè)量機(jī)測(cè)量過(guò)程動(dòng)態(tài)誤差進(jìn)行建模和補(bǔ)償。結(jié)果表明,經(jīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型補(bǔ)償后動(dòng)態(tài)過(guò)程誤差分別減小了88.8%、80.2%、90.8%、71.3%,證明了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能夠有效提高測(cè)量機(jī)的動(dòng)態(tài)測(cè)量精度。 

【文章來(lái)源】：電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào). 2020,34(05)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量過(guò)程狀態(tài)

因此,三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)誤差因素眾多,一方面,由于各部件重力影響,橋式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在加速或減速時(shí)機(jī)械結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生較大的慣性力,在慣性力作用下測(cè)量機(jī)橋架機(jī)構(gòu)產(chǎn)生變形[14];另一方面,由于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)位于橋架一側(cè)與空氣軸承的有限剛度,測(cè)量機(jī)高速測(cè)量時(shí)橋架會(huì)產(chǎn)生幾何誤差,導(dǎo)致測(cè)量出現(xiàn)阿貝誤差[15]。由于動(dòng)態(tài)誤差源的多樣性與傳遞性,面向任務(wù)時(shí)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量周期與測(cè)量精度都受到影響。為了提高測(cè)量機(jī)測(cè)量效率同時(shí)降低誤差因素的影響,需確定測(cè)量過(guò)程中三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量速度、加速度與動(dòng)態(tài)誤差的關(guān)系,整個(gè)測(cè)量周期內(nèi)測(cè)量速度、加速度、動(dòng)態(tài)誤差如圖2所示。移動(dòng)橋式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量過(guò)程中,動(dòng)態(tài)誤差隨著加速度、速度的改變而發(fā)生變化,其中有4項(xiàng)動(dòng)態(tài)誤差參數(shù)可表征測(cè)量機(jī)測(cè)量過(guò)程的動(dòng)態(tài)測(cè)量機(jī)特性,體現(xiàn)出測(cè)量速度、加速度對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響。4個(gè)動(dòng)態(tài)誤差參數(shù)如圖2所示,分別為加速后立即出現(xiàn)的最大定位誤差(MPE),加速度為0時(shí)出現(xiàn)的殘余定位誤差(RPE),進(jìn)入逼近距離時(shí)加速后立即出現(xiàn)的最大逼近誤差(MAE),減速和測(cè)量完成之間的一些穩(wěn)定時(shí)間后觀察到的殘余逼近誤差(RAE),其中殘余逼近誤差可看作測(cè)量結(jié)果誤差。

采用高精度的測(cè)量?jī)x器API激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)建立動(dòng)態(tài)誤差分離實(shí)驗(yàn)平臺(tái),動(dòng)態(tài)誤差分離平臺(tái)如圖3所示。整個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境保持20°C恒溫和固定的濕度(誤差正負(fù)一個(gè)單位以內(nèi)),并且為保障激光跟蹤測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度,所有實(shí)驗(yàn)都是在激光器按照精度標(biāo)準(zhǔn)預(yù)熱后實(shí)施。為呈現(xiàn)出圖2三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)典型測(cè)量過(guò)程,實(shí)驗(yàn)設(shè)定的測(cè)量參數(shù)如下:定位速度為40 mm/s,定位加速度為200 mm/s2,定位距離為40 mm,逼近速度為12 mm/s,逼近加速度為60 mm/s2,逼近距離為10 mm。重復(fù)上述測(cè)量方式多次并隨機(jī)選取5次動(dòng)態(tài)參數(shù)誤差數(shù)據(jù)如表1所示。


本文編號(hào)：3291749