试谈误差柔性臂测量机误差补偿与系统标定

论文导读：实验探讨。最后对论文探讨工作进行了总结，并指出今后探讨需要加强和改善的方面。关键词：柔性臂测量机论文测量精度论文运动学建模论文误差建模论文仿真论文标定论文误差补偿论文本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。
摘要：传统的正交三坐标测量机（CMM）因其较高的精度和强大的功能而具有“测量中心”的美誉，被广泛运用于生产与科研。但是，随着科学技术和生产的进展，它在越来越多场合的运用受到限制，诸如：不适合于现场测量及大尺寸测量，测量盲区多等。基于非正交坐标系统的柔性臂测量机将机器人技术与测量技术相结合，相对于传统正交三坐标测量机它具有体积小、重量轻、便宜、灵活性好、操作方便、便于携带、测量范围大、基本无测量盲区、便于现场测量等优势，运用与需求日益增加。但是柔性臂测量机的测量精度相对偏低，成为限制其推广运用的主要瓶颈。本论文主要对柔性臂测量机系统及精度论述进行探讨，包括测量机的机械结构、运动学建模及误差建模、标定技术、误差补偿等内容。根据柔性臂测量机的机械结构，采取D-H法建立了其运动学模型，并通过图解法验证了模型的正确性。浅析了柔性臂测量机的误差源，建立了全微分误差模型和剖析法误差模型。针对不同级别的关节转角和关节扭转角误差对测量精度的影响进行了大量仿真浅析，仿真结果为今后柔性臂测量机如何在设计、制造及装配等技术环节严格制约，以进一步提升测量精度提供了论述指导。浅析了柔性臂测量机的圆光栅安装偏心误差、温度变化导致的热变形误差和力学弯曲应变变形误差，并探讨了减少或消除上面陈述的误差的补偿策略。采取模块化设计案例，搭建了简易实验平台；该实验台主要由机械结构系统、计算机测控系统、基于虚拟仪器LabVIEW开发的软件系统、针对动态应变和环境温度变化的误差补偿系统等主要模块构成。运用搭建的简易试验台，对角度测量原理进行实验验证；并通过在测量臂上安置智能传感器以实时监测臂的温度热变形及力学应变变形，实现对温度热变形及力学应变误差的实时误差补偿，以提升其测量精度及稳定性。本论文围绕柔性臂测量机的关键技术，探讨内容包括系统机械结构浅析、运动学建模、误差建模，参数标定、误差补偿等。并以论述和技术两个层面上对上面陈述的不足进行了深入地探讨。在以上探讨的基础上，还搭建了简易实验平台，通过该平台对测量机进行实验探讨。最后对论文探讨工作进行了总结，并指出今后探讨需要加强和改善的方面。关键词：柔性臂测量机论文测量精度论文运动学建模论文误差建模论文仿真论文标定论文误差补偿论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要3-4
ABSTRACT4-8
第一章 绪论8-18

1.1 引言8

1.2 传统正交三坐标测量机的进展及其局限性8-9

1.3 非正交坐标测量系统的进展9-10

1.4 柔性臂测量机的进展、探讨近况及运用10-15

1.4.1 柔性臂测量机国外探讨近况11-14

1.4.2 柔性臂测量机国内探讨近况14-15

1.5 相关标定与误差补偿策略概述15-16

1.6 本课题探讨的目的、作用16

1.7 论文的主要探讨内容16-18

第二章 柔性臂测量机的机械结构与运动学建模18-33

2.1 引言18

2.2 柔性臂测量机的机械结构及其特点18-20

2.1 机械结构的总体要求18-19

2.2 测量机自由度的配置19-20

2.3 测量机的主要元件20-24

2.3.1 基座和立柱20

2.3.2 双关节的结构形式20-21

2.3.3 测量臂的结构与选材21-22

2.3.4 角度传感器的选用22-23

2.3.5 测头的分类与选用23-24

2.4 运动学建模及仿真24-32

2.4.1 D-H 法建模原理24-27

2.4.2 柔性臂测量机运动学建模27-29

2.4.3 柔性臂测量机运动学仿真29-32

2.5 本章小结32-33

第三章 柔性臂测量机误差浅析与误差建模33-47

3.1 引言33

3.2 柔性臂测量机的误差源浅析33-34

3.3 结构参数误差建模策略34-37

3.1 全微分误差模型34-36

3.2 剖析法误差模型36-37

3.4 系统结构参数误差仿真浅析37-46

3.4.1 关节转角误差仿真浅析37-40

3.4.2 关节扭角误差仿真浅析40-43

3.4.3 杆长及偏置量误差仿真浅析43-44

3.4.4 随意位姿角度类结构参数误差仿真浅析44-46

3.5 本章小结46-47

第四章 系统标定误差补偿论文导读：
及实验探讨47-60

4.1 引言47

4.2 光栅传感器误差浅析与补偿47-51

4.

2.1 圆光栅安装偏心误差浅析47-49

4.

2.2 圆光栅角误差标定与补偿49-51

4.3 测量机的结构变形浅析与补偿51-55
4.

3.1 测量机结构受力变形浅析与补偿51-54

4.

3.2 热变形误差浅析与补偿54-55

4.4 实验台的搭建及实验验证55-59

4.1 实验平台的搭建55-56

4.2 实验系统的调试56-59

4.5 本章小结59-60

第五章 总结与展望60-61

5.1 主要工作回顾60

5.2 本课题今后需进一步探讨的地方60-61

参考文献61-64
附录64-65
个人简历 在读期间发表的学术论文65-66
致谢66