基于nu-SVM的三坐标测量机空间相关动态误差建模

为了建立高精度的三坐标测量机动态误差修正模型,分析了三坐标测量机空间动态误差相关性的特点,介绍了所采用的建模方法支持向量机（nu-SVM）的基本原理和算法。利用双频激光干涉仪建立了MC850移动桥式三坐标测量机的单向动态误差分离装置,分离了不同空间位置下的单向动态误差。分别应用BP神经网络、nu-SVM建模方法和误差数据建立了测量机的空间三维动态误差模型,进行了验证和比较,nu-SVM的建模精度比BP神经网络高。     

应用激光跟踪仪的三坐标测量机几何误差检测方法

几何误差是三坐标测量机的重要误差来源。当前三坐标测量机几何误差检测方法存在效率低、测量精度不高的问题,严重影响三坐标测量机使用性能的进一步提升。为此,提出了一种应用激光跟踪仪的三坐标测量机几何误差检测与直接分离方法。首先,基于多体系统理论和齐次坐标变换方法,建立三坐标测量机几何误差模型;其次,建立激光跟踪仪测量几何误差的数学模型,以三坐标测量机几何误差特性为约束条件,结合Levenberg-Marquardt方法,从而实现了几何误差的直接分离。最终,应用该方法在某三坐标测量上进行了几何误差检测试验,并使用激光干涉仪进行了单项定位误差和空间位置误差的检测对比。试验结果表明该三坐标测量机X轴、Y轴和Z轴定位误差分别为-27.06μm、43.75μm和36.76μm,X轴、Y轴垂直度误差为-82.89μrad,是其主要误差来源;预测最大空间误差为76.64μm,位于测量空间的极限区域。辨识结果与激光干涉仪检测结果相比,X轴、Y轴和Z轴定位误差最大相差7.43μm,体对角线预测定位误差最大相差10.51μm;与其他跟踪测量方法相比,X轴和Y轴空间位置误差与激光干涉仪检测结果相差最小为5.3μm,验证了该方法的有效性。该方法可在2h内实现三坐标测量机17项几何误差的检测,具有快速和高精度的优点,在三坐标测量机和数控机床精度检测领域有较大的应用前景。     

三坐标测量机几何误差的建模及测量

误差补偿是提高三坐标测量机整体精度的高效且经济的手段,为通过该途径实现三坐标测量机精度的提升,进行了其前行基础步骤的研究——误差源分析、误差建模及误差测量。由此,找出了对三坐标测量机精度影响重大的21项几何误差;根据误差特性,建立了对应的误差矩阵,同时介绍了测量方法和测量原理,并用实验证实了该方法的可行性,为后续的误差补偿方法来提升三坐标测量机精度奠定了基础。     

三坐标测量机动态误差研究及应用现状

随着三坐标测量机高速测量的发展,动态误差成为影响其测量精度的重要因素。本文从三坐标测量机的动态特性、关键部件动态性能及动态误差修正方面介绍了三坐标测量机动态误差的研究现状,并对目前所存在的问题进行了分析。     

三坐标测量机测头的校正方法和误差分析

三坐标测量机的测头是坐标测量机的关键部件,主要用来触测工件表面。为确保测量机的测量精度和测量效率,现通过对三坐标测量机测量系统接触式测头结构特点的分析,并对测头校正时所产生的误差进行分析探讨,提出了测头直径有效的校正和使用方法,从而获得最佳的有效工作长度和测针刚性,提高了测量精度。     

三坐标测量机的误差分析及其补偿

应用坐标变换理论分析了三坐标测量机的仪器误差，提出了对三坐标测量机的误差进行软件补偿的方法，并作了二维坐标测量误差补偿的验证．     

三坐标测量机调试中的几个问题

论述了三坐标测量机的作用并就意大利ＤＥＡ公司生产的ＧＡＭＭＡ１１０３型三坐标测量机安装调试过程中的实际情况，对三坐标测量机的检定环境和条件，以及调试和误差修正等问题进行了分析。     

摆线齿形误差检测分析

摆线齿轮是摆线针轮行星传动的关键零件,针对国内生产现状,提出了三坐标测量机和工具显微镜进行摆线轮误差的测量,两者均可反映整个台廓的齿形误差,对提高摆线轮的加工精度提供了理论保障。     

高精度高测速双纵模热稳频激光干涉仪研究

现代机械工业的发展使得数控机床和三坐标测量机等的运行速度已经达到1 000 mm/s,而目前商用外差干涉仪的测量速度不能满足这一要求。为此该文采用长度为206 mm、频差约728 MHz的普通全内腔He-Ne热稳频激光器为光源,外加带有高频振荡器形成的交流信号进行脉冲计数的信号处理电路,构成高精度高速双纵模热稳频激光干涉仪。通过实验对干涉仪的测量速度和精度进行了验证,其精度达到0.1 μm /800 mm。实验证明,该干涉仪可以对速度为1 000 mm/s的运动物体进行位移和速度测量。     

坐标测量机检定标准制定及进展

三坐标测量机作为一种精密测量仪器已得到广泛应用,因此对其误差检测及检定标准的研究就尤为重要.本文介绍了目前坐标测量机误差检定的常用方法及所存在的问题,并对国内外检定标准制定及进展情况进行了综合分析.     

精密定位中的激光干涉测量误差分析

高精度定位平台通常以激光干涉仪为测量基准。根据测量原理,激光干涉仪的测量误差应为定位平台误差的1/3-1/2,这样才能保证测量结果的可信性。为此,对影响激光干涉仪测量精度的诸多因素作了分析,并在分析的基础上进行误差计算。计算结果表明,激光干涉测量系统的综合误差为12.3 nm,满足定位平台的精度要求,二者在精度上能很好匹配。     

外差激光干涉仪周期非线性误差形成机理与补偿方法

针对纳米级周期非线性误差制约外差激光干涉仪使其不能适应下一代超精密装备制造与重大科学工程提出的亚纳米乃至皮米测量精度需求的问题,分析了外差激光干涉仪中两类周期非线性误差的形成机理,并对周期非线性误差的补偿方法进行了研究.结果表明:第1类周期非线性误差是由于双频激光不能完全分离引起双频激光交叉混叠,进而导致的周期非线性误差,该误差幅度可从数纳米到数十纳米;第2类周期非线性误差是由于测量光束在光学界面产生了具有多阶多普勒频移特征的虚反射光束,进而引入的周期非线性误差,该误差幅度可从数皮米至数纳米.对于第1类周期非线性误差,现有误差补偿方法,如椭圆拟合法等,可将其抑制至0.1 nm量级,特别是空间分离式外差激光干涉仪则从原理上完全消除了这一类误差;而对于第2类误差,通过降低虚反射率和空间滤波可以将第2类误差降低至数十皮米到数百皮米,剩余误差尚不能完全满足皮米测量的精度需求, 亟待发明新的误差抑制或补偿技术.     

非球面部分补偿检测系统的误差分析与处理

为了实现非球面通用化、高精度检测,提出非球面部分补偿法,并进行误差分析与处理.在光学设计软件ZEMAX中对部分补偿检测系统进行系统建模并优化,分析器件姿态误差及装调精度对重构非球面面形的影响.通过对系统误差的分析,提出基于系统建模的光线追迹与误差存储相结合的系统误差处理方法,将系统误差归为由系统建模得到检测光路的误差和由误差存储得到不含检测光路的干涉仪系统的误差.通过计算机仿真及实验证明,部分补偿检测系统采用该误差处理方法去除系统误差后,可以由逆向迭代优化重构(ROR)技术重构出更精确的非球面面形.将该非球面面形与采用无像差点法得到的面形对比,结果较吻合,均方根(RMS)精度接近0.02λ(λ为波长).     

采用二元光学位相板修正干涉仪误差的理论探索

提出了一种利用二元光学位相板修正球面干涉仪误差的新方法,分别采用标量衍射理论和几何光学方法设计二元光学位相板,并且用计算机模拟修正结果,得到了令人满意的结果。同时,阐述了采用计算机图像处理技术修正干涉仪系统误差和检测球面镜的方法。     

三轴数控机床几何误差参数辨识与补偿

采用九线法对三轴数控机床误差参数进行辨识,介绍了激光干涉仪的测量原理,利用Renisaw ML10激光干涉仪对机床几何误差进行测量,结合具体机床,准确建立了误差补偿的数学模型,利用补偿软件实现了误差补偿,显著地提高了数控机床的加工精度．     

大面积拼接光栅的误差理论研究

基于标量衍射理论,建立了分析光栅拼接误差的理论模型。计算了拼接过程中的垂直角偏、母线偏转两种旋转误差对光栅远场的影响,得到了解析表达式。数值分析了旋转误差及旋转误差与平移误差同时存在时的远场分布,结果表明不同误差存在时远场分布不同,旋转误差对远场分布影响较大,母线偏转与平移误差之间存在一定的补偿性,若使光栅达到良好拼接,旋转误差必须控制在微弧度级以下。     

基于EEMD-FastICA的位移摄像测量误差源探究

随着摄像测量技术在土木工程结构健康监测领域的应用逐渐增多,摄像测量技术的长期全天候工作性能受到越来越多的关注。为探究摄像测量技术的主要误差源,提出一种基于盲源分离（Blind Source Separation,BSS）的误差源分析新方法：为了构建多通道信号作为盲源分离模型的输入信号,采用集合经验模态分解法（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）拓展观测信号通道;采用快速独立分量分析算法（Fast Independent Component Analysis,FastICA）对输入信号进行盲分离,得到FastICA分量;分析各分量与温度、光照等环境因素的相关性,探究主分量对应的误差源;利用分离算法所得的混合矩阵逆变换,计算各误差源分量的占比,确定摄像测量的主误差源。进行长期摄像测量误差源探究试验,通过盲源分离算法分析长期摄像测量误差数据,结果表明,该算法具有良好的分离效果,可有效分离提取各误差源所致位移误差分量,在长期摄像测量中,温度为主要误差源。     

基于事后数据分析的脉冲雷达误差分离方法研究

提出了基于事后数据分析的脉冲雷达误差分离方法。根据误差修正模型,研究各误差成分的影响关系,建立初始回归分析模型;通过模型辨识对初始模型进行假设性检验,确定最优回归分析模型;利用事后冗余测量数据对脉冲雷达系统误差进行回归分析。实验结果表明,这种方法能较好地分离出残留误差成分,为设备查找问题提供充分依据,同时有效地提高了数据处理结果的精度。     

旋风铣削圆锥螺纹的误差分析

旋风铣削圆锥螺纹具有工装简单，效率高的特点，但只能用于粗加工，就此从理论上分析误差产生的原因，并探讨了误差螺纹精度的影响，从结构提出了一些改进措施。