关节臂式坐标测量系统的数学模型和参数简化

关节臂式柔性三坐标测量系统,是一种新颖坐标系测量系统,它具有量程大、体积小、重量轻、使用灵活等优点.论文首先基于Denavit-Hartenberg方法建立了关节臂式柔性三坐标测量系统的理想数学模型和误差模型,然后建立复合球坐标系,简化了误差模型,为进一步研究关节臂式坐标测量机的标定和误差奠定了理论基础.     

关节臂式三坐标测量系统整车扫描方案优化

柔性关节臂式三坐标测量系统是仿照人体手臂关节结构,由多根杆件通过旋转关节链接组成的,它以角度基准取代长度基准,具有体积小、重量轻、便于携带和使用灵活等优点,因此被广泛应用在汽车逆向工程中。该文研究了关节臂式三坐标测量系统的工作原理和方法,并对其优缺点进行阐述,提出了一种整车外形扫描的工作方法,利用最小二乘法迭代原理编译程序,使多块点云高精度无缝拼接。     

虚拟量仪-一种基于虚拟基准的柔性化量仪新概念

提出了一种新的、不局限于三坐标测量机的虚拟量仪新概念,分析了其类型、特点、构成、几何模型,指出虚拟基准是实现虚拟量仪的决定要素,虚拟基准的构建可以借鉴误差分离技术,通过寻求高效柔性可重组的、基于产品设计要求的虚拟基准或基于被测对象物理实体的虚拟基准,可以实现几何量、形状误差或运动误差的柔性测量。     

三坐标测量孔系位置度方法的实践

简述了三坐标测量位置度误差的原理及方法;三坐标测量位置度误差应注意的问题;通过具体的检测实例分析了如何利用基准坐标系的平移、旋转来对位置度的测量数据进行优化处理,以减小三坐标测量软件对位置度的评定误差,对零件质量进行正确判断,为企业产生经济效益。     

柔性空间机器人基于关节柔性补偿控制器与虚拟力概念的模糊全局滑模控制及振动主动抑制

空间机器人系统的柔性主要体现在空间机器人的臂杆和连接各臂杆之间的铰关节;由于空间机器人系统结构的复杂性,以往研究人员对同时具有柔性关节和柔性臂的系统关注不够;为此讨论了参数不确定情况下柔性关节、柔性臂空间机器人系统的动力学模拟、运动控制方案设计和以及臂、关节双重柔性振动的分阶主动抑制问题。依据线动量、角动量守恒关系并基于拉格朗日方程、线性扭转弹簧及假设模态法推导了系统动力学模型;以此为基础;针对空间机器人实际应用中各关节铰具有较强柔性的情况,引入了关节柔性补偿控制器并结合奇异摄动技术将整个系统分解成独立时间尺度的电机力矩动力子系统和柔性臂子系统;针对电机力矩动力子系统,设计了力矩微分反馈控制器来抑制关节柔性引起的系统弹性振动;针对柔性臂子系统,提出了一种基于虚拟力概念的自适应模糊全局滑模控制方案,由于运用了虚拟力的概念,从而通过仅设计一个控制输入就可达到既跟踪期望轨迹又抑制柔性臂柔性振动的控制目标。计算机数值仿真对比实验证实了该方法的可靠性和有效性。     

关节臂式坐标测量系统关键技术研究

关节臂式坐标测量机是一种新型的多自由度非笛卡尔式坐标测量系统.介绍了该系统硬件系统和软件系统的基本构成、主要特点及实现方法.基于DH参数法建立了误差参数模型,提出了一种将并行机制的模拟退火算法和两次最优保存策略的遗传算法相结合的参数标定方法,同时利用改进的多点交叉算子和自适应变异算子加快了标定过程.本标定算法在Faro Platinum 2.4 m关节臂式坐标测量机上进行了实验验证,证明了标定算法精确性.     

圆周均布孔位置度误差的通用测量程序

针对目前三坐标测量机应用软件缺少孔位置度误差通用测量程序的问题,本文介绍了孔位置度误差的计算方法,提出了在三坐标测量机上如何通过编程计算孔的径向误差、周向相对误差和周向绝对误差。采用根据图纸要求对给定轴向基准孔和未给定轴向基准孔的两种情况,分别利用周向相对误差和周向绝对误差进行位置度误差的计算方法。为编制圆周均布孔位置度误差的通用测量程序提供参考。     

非接触式光学柔性三坐标测量系统

文中以透视投影变换为依据，为基于两台经纬仪形成的一种非接触式光学柔性三坐标测量系统提出一全新的数学模型。该模型的提出不仅大大减少了系统定标的人为调整过程，即无需互瞄和精确调水平，使得定标操作简单，精度高；而且使系统的建立更为随意，灵活，增强了非接触式光学柔性三坐标测量系统的应用价值，实验证明了所提出数学模型的正确性，并获得０．０５ｍｍ的空间精度。     

柔性空间机械臂基于混合滑模思想的自适应变结构控制

研究了柔性空间机械臂协调运动控制及柔性振动抑制问题。利用假设模态法及系统动量守恒关系,导出了空间机械臂的系统动力学模型。基于混合滑模思想,针对系统惯性参数存在不确定的复杂情况,提出了一种柔性空间机械臂本体姿态、关节协调运动的自适应变结构控制方案。该文所引入的混合滑模由频率成形最优滑模及终端滑模两部分组成。前者用于抑制系统柔性杆件的振动,后者则是为了保证系统追踪误差在有限时间内的收敛性。此外,上述控制方案由于在控制过程中无需预知系统的柔性变量,因此可有效避免对系统柔性状态变量进行实时地测量与反馈,较适于实际应用。仿真运算,证实了所提控制方法的有效性。     

基于GA-BP神经网络的关节臂式坐标测量机误差预测模型建立

针对关节臂式坐标测量机的测量误差问题,对关节臂式坐标测量机的误差源进行了分析。利用GA-BP神经网络对关节臂式坐标测量机的单点测量误差进行了模型的建立与预测分析,避免了复杂的数学关系推导。应用HEXAGON-Infinite2.0型关节臂式坐标测量机,在不同的误差参数输入的条件下测量标准锥窝得到单点测量误差,获得模型的训练样本和测试样本,并对模型进行了预测和验证。结果表明,GA-BP神经网络可以对关节臂式坐标测量机进行单点测量误差的预测,GA-BP神经网络模型预测的相对误差的平均值为5%,具有较高的预测精度。     

关节臂式坐标测量机的运动学建模与误差研究

设计了一种新型仿人手臂结构的关节臂式坐标测量机,建立了测量机的坐标系统,在此基础上建立了测量机的四参数D-H运动学模型.在Matlab软件中利用Robotics Toolbox建立了测量机的仿真模型,并对测量机进行了图形仿真,仿真结果验证了四参数D-H运动学模型的正确性.利用Visual C++编制出数据采集软件,实现了从测量机关节空间到工作空间的映射.通过对关节臂式坐标测量机的误差分析,提出了提高测量机精度所应采取的措施,为进一步进行测量机的参数标定和误差补偿提供了理论基础.     

关节臂式测量机动态误差分析与补偿

关节臂式测量机误差来源多且易累积放大,其动态误差分析与补偿成为了国内外学者研究的重点。本文通过分析热变形误差、测量力误差与角度编码误差三种主要误差因素,得出了关节臂式测量机工作的最佳温度值以及表征其动态误差的三种误差因子——最大定位误差（MPE）、残余定位误差（RPE）和关节转角值（JA）。针对以上误差因子,本文提出了将T-S模糊神经网络（T-S Fuzzy Neural Network, T-S FNN）在自学能力和大规模运算方面的优势以及模拟退火算法（Simulated Annealing, SA）对全局寻优的能力相结合的新补偿方法,并建立了模型。经正交实验表明本文提出的补偿方法使动态过程中的误差分别减小了88.8%、80.2%、71.3%,证明该模型能够有效提高测量机的动态测量精度。     

Verification of Articulated Arm Coordinate Measuring Machines Accuracy Using LaserTracer System as Standard of Length

This article describes a novel approach to verification of articulated arm coordinate measuring machines (AA CMMs) based on ISO 10360-2 standard. The approach utilizes the LaserTracer (LT) system as standard of length and automation of calibration procedure using an industrial robot. In this method, the robot is programmed to repeatedly move the AA CMM. The retroreflector is integrated with the stylus of AA CMM. Location of the retroreflector is constantly tracked by LaserTracer and, in select positions, the measurements of distance are performed by both the AA CMM and LT system. The verification of AA CMM accuracy is carried out through the comparison of the two measurement values. The developed procedure is recommended mainly for checking AA CMMs with large measuring volume, where the application of common artefacts is usually insufficient, or time-consuming, due to the fact that measurements have to be performed for several subspaces in the AA CMM measuring volume.     

基于距离约束的关节式坐标测量机蛙跳测量方法研究

针对关节式坐标测量机(ACMM)在大尺寸工件的检测过程中测量范围有限且误差较大的问题,提出了一种基于距离约束的ACMM的蛙跳测量方法。在ACMM进行坐标转换的过程中,利用蛙跳球作为公共基准点,用高精度的三坐标测量机对蛙跳球之间的空间位置关系进行标定。在计算坐标转换参数的过程中,将任意两蛙跳球之间的位置关系作为距离约束条件,消除测量过程中产生的粗大误差并优化坐标转换模型的参数,以提高坐标转换精度。实验结果表明:距离约束能够有效地提高坐标转换参数的精度,同时增加公共基准点的个数会较大地提高蛙跳测量精度。     

微纳米三坐标测量机三轴垂直度误差测量及建模补偿

垂直度误差是微纳米三坐标测量机的重要误差源之一,必须对其进行高精度测量并建立垂直度误差的补偿模型.采用基于光电位置敏感器件(PSD)的测量装置,先将三轴垂直度误差转化成相应方向的直线度误差再对其进行测量,并对微纳米三坐标测量机的垂直度误差进行建模和补偿.通过对0级标准量块厚度进行测量和垂直度误差补偿,量块X、Y方向厚度...     

基于步距规的三坐标测量机的直线度误差分析方法

提出一种基于精密步距规进行坐标测量机直线度误差的分析方法,通过将步距规放置在测量空间的不同位置,根据三坐标测量机空间误差和几何误差的关系建立数学模型,从而得到其直线度误差,并通过仿真验证了其可行性.该方法可以应用在三坐标测量机的校准和安装调试,也适用机床导轨的直线度误差分析.     

整体叶盘测量机参数标定的关键技术

为解决整体叶盘生产过程中原位检测的问题,设计了专用的关节臂式坐标测量机.该测量机采用具有直线-直线-旋转运动的结构形式,在有限的运动空间内实现了较大范围的测量,满足了测量需求.为标定测量机直行轴与旋转轴之间的平行度误差,提出用平台和方尺作为水平面和铅垂面的实物体现的标定方法,该方法简便易行.经过标定与误差补偿,测量机的测量不确定度小于0.01 mm,符合设计要求.标定结果良好的重复性证明了该方法的正确性.     

三坐标测量机智能技术

介绍了智能坐标测量机的关键技术,包括CAD数据的识别和转化、测量策略的制定、面向测量工件的误差补偿和精度优化和防碰撞算法等。并指出智能化必将是坐标测量机发展的重要方向。     

极坐标系中平行双关节坐标测量机数学建模

文章介绍了一种新型的平行双关节坐标测量机,此坐标测量机由旋转关节和关节臂构成,以角度和位移为测量基准,我们在测量机的每个关节处建立坐标系,利用空间坐标系之间的转换关系,以极坐标方法建立数学模型,建立的数学模型较之前的更为简单,为我们进一步研究标定及误差补偿建立了基础。