三坐标测量机高速测量下的动态综合误差分析

综合众多学者对三坐标测量机各组成部分误差的研究成果,对三坐标测量机的主要动态误差源进行了归纳,并从气浮导轨系统、机体结构、测头系统和测量系统四个方面分析了三坐标测量机高速测量时动态误差的产生原因及对测量结果的影响,为误差修正提供了参考依据。     

三坐标测量机测头的测球半径补偿误差的计算

介绍了三坐标测量机的发展与测量头的分类 ,结合实例重点分析了触发式测头的测球半径补偿误差的产生原因、计算方法和预防措施     

激光测量几何误差补偿算法

激光技术作为重要的测量手段,已经被广泛的应用到精密运动控制系统中。激光测量误差直接影响到运动控制系统的控制精度,其中阿贝与余弦误差等几何误差对激光测量精度影响显著,在精密运动控制中必须予以补偿与校正。以精密运动台多维激光测量模型为基础,介绍了阿贝与余弦误差产生原因。在不考虑激光干涉仪的加工和安装误差的情况下,推导了运动台存在倾斜角度下的阿贝与余弦误差计算模型,在此基础上给出了激光测量数据误差补偿模型,以实现测量数据的实时补偿与修正。算法已经成功应用在实例中,表明该算法的有效性与可靠性。     

叶片型面的三坐标测量数据处理及误差分析与补偿

三坐标测量机进行接触式测量时,一般采用球形测头。在测量过程中,测量机采集的是测头中心的坐标值,在测量常规几何要素（如平面、球、圆柱等）时,测量软件可以根据被测量要素的数学模型自动进行测头半径的补偿。但在测量叶片等没有预设数学模型的零件时,测量软件无法自动进行测头半径补偿。叶片具有复杂的空间几何形状,一般包括榫头和叶身两部分。叶身的形状复杂,没有任何数学模型,通常采用截面法来描述,即用多个平行的理想平面与叶身相截,每个截面又根据需要取一定数量的点,通过截面位置和截面内点的位置来描述整个叶片的形状。因此对叶片型面的测量就是要获得这些点的位置数据。叶片各个截面的形状不同,并存在叶身空间的扭曲和倾斜,因此叶片型面的测量尤其是半径补偿技术的应用具有特殊性,     

三坐标测量机触发式测头误差分析

通过对三坐标测量机中广泛使用的触发式测头的简化模型进行受力分析,通过对测头模型预行程变化的定量分析,得到影响预行程的因素.     

在线测量系统测头误差补偿技术研究

通过分析在线测量系统测量过程中触发式测头测量结果的误差组成元素及其产生的原因,建立了测头标定的数学模型,并通过最小二乘法进行解算,提出通过对测头半径进行补偿来减小测量误差的新方法,该补偿方法综合考虑了实际测量过程中测头预行程误差、测头各向异性、测头偏心误差等影响因素,并利用双线性插值法建立测头半径补偿值与测点法矢方向之间的映射关系,来计算拟合任意法矢方向的半径补偿值。最后通过实验验证,对比补偿前后的测量结果,结果表明补偿后的测量系统测量精度有明显提高。     

锥齿轮测量新方法的误差分析

针对作者提出的一种新测量方法——通过一种特殊测量齿轮和被测量齿轮啮合来测量齿轮的误差，分析了由于该特殊测量齿轮而引起的测量系统误差，并对其进行补偿；同时针对该测量方法提出了新的误差表示方法——把误差表示为实际齿轮齿面上的点相对于理论齿面上的点的法向偏移量，该方法所表示的误差包含了锥齿轮所有误差信息。实验证明了该方法的可靠性。     

便携式三坐标测量臂校准和误差补偿

本文提出了用高精度正交三坐标测量机作为空间位置基准,校准便携式三坐标测量臂空间位置误差的方法。采用Denavit-Hartenbeng方法建立了测量臂的测量方程及误差模型。测量臂给出其工作空间内三维坐标位置的测量值与三坐标测量机提供的标准值,分别代入测量臂的误差模型,以误差模型的计算结果作为补偿量,建立误差数据库,直接对测量臂空间位置误差进行校准和误差补偿。利用海克斯康G9128三坐标测量机对FARO便携式三坐标测量臂校准和误差补偿进行了实验研究,并对误差补偿前后实验结果进行了分析与讨论。研究结果表明该方法可有效、快速地对便携式三坐标测量臂空间位置误差进行校准和补偿。     

超精密运动台激光测量模型及误差补偿算法

分析激光测量中阿贝误差与余弦误差产生的原因,分两种情况讨论阿贝误差与余弦误差对测量光程的影响：一是忽略激光干涉仪加工误差与安装误差的理想模型;二是考虑干涉仪加工误差与安装误差的非理想模型。计算两种情况下测量光束的光程长度,建立x、y方向直线测量位置不受运动台倾斜或旋转影响的测量模型,进而推导出运动台五自由度激光测量算法。实例证明该算法能有效地进行阿贝误差与余弦误差补偿,满足超精密运动的要求。该算法已成功应用于半导体加工设备中。     

三坐标测量机动态误差与测球半径补偿误差的研究

分析了影响给定的三坐标测量机动态误差的因素,对动态偏转角误差进行了测量,并推导出由动态偏转误差得到测头处的动态位移误差的方法,同时分析了测球半径补偿误差的成因及解决措施。     

三坐标测量机的现状和发展动向

本文介绍了三坐标测量机的机械结构、新材料和新技术、测头、计算机数控系统、误差补偿及改装的现状和发展动向。     

内径测量的误差分析及对策

系统地论述内径测量过程中常出现的测量误差,分析了其产生的原因,提出了消除或减少测量误差的方法,从而保证了测量结果的可靠性和产品的质量。     

三坐标测量机动态误差研究分析

现代制造业的发展对三坐标测量机提出了更高的速度和精度要求.高速三坐标测量机已成为测量机发展的一个重要趋势,但测量机速度的提高使动态误差成为了影响测量机精度的主要因素.阐明了三坐标测量机动态误差的概念,分析了测量机的主要动态误差源,并对国内外各种减小动态误差影响的技术进行了较全面的分析.     

光学非球面三坐标测量中的像散补偿

利用三坐标测量仪在光学非球面镜研磨与粗抛阶段进行面形检测时,测量结果常由于补偿程序不完善而出现像散误差。本文分析了非球面三坐标测量得到的数据,指出测量结果中出现像散误差是测头半径补偿不准确所致。然后,提出了一种离线数据处理方法对测量数据进行补偿来消除像散误差。该方法通过计算网格排列的测头中心点行和列方向的切向量得出曲面上每个点的法向矢量;根据测头半径计算出测头球心到接触点的偏移量,从而实现三坐标测量仪的三维测头半径补偿。球面样板实验显示这种方法可以将该样板测量中的像散峰谷值(PV)由4.921 9μm减小到0.065 2μm,基本消除了测量结果中的像散误差,提高了三坐标测量结果的准确度。实验结果验证了提出的三维测头半径补偿程序的有效性。     

三坐标法测量球度误差的实验和结果分析

本文给出了在三坐标机上测量钢球球度误差的测试方法及对测试结果的分析。     

双摄像机光学三坐标测量系统的研究

针对点阵单摄像机轴向重复性差的问题,设计了一种正交双摄像机光学三坐标测量系统.利用冗余算法建立双摄像机的数学测量模型,完成双摄像机轴向测量误差补偿,实现高精度的空间三维坐标测量;实验采用最简的三点共线测头模式在测量距离1 500 mm处各个方向重复性优于0.1 mm,长度测量精度达到0.2 mm.     

齿轮径向跳动测量的误差分析及补偿

针对齿轮径向跳动误差的传统测量方法进行了分析,指出了传统方法存在的缺点;通过分析,提出了一种新的误差分析及补偿的方法,该方法可以用计算机进行辅助误差测量及数据处理,并证明了这种方法的正确性和可行性。     

三坐标测量机上实现圆锥度误差测量和评价

本文叙述了在三坐标测量机上测量圆锥度误差的基本原理,提出自适应非线性最小二乘法评定圆锥度误差的方法,并阐述了最小二乘法与最小条件评定法的数学模型。对于最小条件法,介绍了两种最优化算法,其中对单纯形法,本文提出适合形状误差评定的初始单纯形边长和迭代终止准则的选择方法。通过实际测量和计算表明,圆锥度误差评定值不仅与算法的选择有关,而且与测量点数的多少有关。     

基于单片机的余弦误差修正系统

阐述了激光干涉测量技术是高精度位移测量的最主要方法之一,具有测量范围大、分辨率高和测量精度高等优点。然而,随着测量距离增大,各项误差也随之增大。其中,余弦误差就在大行程激光干涉测量过程中成为一项不可忽略的误差。分析了余弦误差产生的原因,并设计了一套余弦误差修正系统来消除其误差。