激光扫描测头在柔性三坐标测量机中的理论与应用-研究

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1、表格清单表1．1常用激光三角传感器的主要技术指标⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5表4．1柔性三坐标测量机转换矩阵参数表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金壁兰些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：0J签字日期：d．o／o年乒月彳p日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金壁王业太堂有关保留、

2、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权金8垦王些苤堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：函7门’竿签字日期：渺，o年4月?D日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：聊躲彬彩签字日期．02plo年p月。日电话：邮编：致谢本论文是在导师胡鹏浩教授的悉心指导下完成的。三年来，无论在学习和生活上，胡老师都给予了我热心的关怀和帮助，孜孜不倦地指导我的学习和研究，并为我提供了良好的学习和研究环境。他严谨的

3、治学作风、渊博的知识和丰富的实践经验使我终身受益。在此，我谨向他致以衷心的感谢和崇高的敬意。在论文研究过程中，也得到了九江庐扬精密科技有限公司的管炳良总经理和费业泰老师、于连栋老师、胡毅老师的热情关心和帮助，为我的研究提供了机会，在此向他们表示诚挚的谢意。硕士论文的最终完成，离不开我们实验室良好的科研环境和学习风气，离不开课题组同学的帮助、启发和互相激励，离不开大家共同营造的和谐氛围。在此，感谢实验室同学程文涛、于东浩等同学。同时，也要感谢同学余武志、李永杰等，感谢他们在我的生活和学习上给予的热情帮助。尤其要感谢我的父母、爱人以及亲友在学习和生活上对我的理解和支持。多年来一直离不开父母给予

4、我的教导，他们用辛勤的汗水养育我长大成人，是我生活和学习的最大动力。。向所有帮助过我的人致以诚挚的感谢和衷心的祝福!最后，向参加论文评审和论文答辩的各位老师表示衷心的感谢!刘小军2010年4月20于合肥第一章绪论1．1引言自英国Ferranti公司发明了世界上第一台坐标测量机，三坐标测量技术已经历了50多年的发展，传统正交坐标测量机的发展越来越成熟，在设计、制造、标定、检验、误差修正、自动化与智能化等方面都达到了很高的技术水平并形成完善的理论体系，被广泛应用于机械制造、仪器制造、电子工业、汽车制造和航空工业等领域，享有“测量中心”的美誉，然而，随着生产与科学的不断发展，传统正交坐标测量机的

5、局限性也逐渐显现出来。首先，大型模具、机器、飞机、汽车外壳等大或重的零部件不可能搬到坐标测量机上进行测量；其次，对于要求现场或在线测量的场合，传统正交坐标测量机也很难适应，不利于携带、搬迁，且对环境条件要求较苛刻；另外，在正交坐标系中实现测量，必须有实现直线运动的精密导轨和测量直线位移的光栅或感应同步器等类型的长度标尺，造价会随着量程的增加而急剧上升。在这种情况下，研究新型的坐标测试技术和仪器就显得非常必要，柔性三坐标测量机(又称关节式坐标测量机)应运而生【1·31。柔性三坐标测量机的开发研制开始于上个世纪八十年代末，具有代表性的两种测量机为日本小贩研究院在1986年提出的关节式坐标测量机

6、【4】，以及由德国学者Wlotze在1996年提出的双关节ScanMax型坐标测量机【5】。其中，ScanMax型坐标测量机结构简单，可实现对工件的扫描测量，具有误差评定和误差修正的软件系统。该测量系统是基于非正交坐标系统，具有Z向的线位移导轨和标尺。该测量机在内部安装了两个精密关节和角度盘，从而可实现X．Y平面的测量。并且在末端安装了力传感器和三维模拟测头，因此可以快速地对工件进行扫描测量。该测量机的整个结构质量非常轻，而且可以忽略其惯性力，因此它是一种专门设计在车间环境内，通过手动操作来实现扫描测量的机器。两种测量机的结构简图分别如图1．1和图1．2所示。柔性三坐标测量机系统与工业机器

7、人中的手臂相类似，一般由多个移动或旋转关节构成，可以在空间内形成一定的测量范围。该测量机与传统三坐标测量机相比，主要体现了以下儿种优点：(1)测量量程大。柔性三坐标测量机可根据实际测量要求选择不同的测量范围。目前，市场上销售的测量机的测量范围一般有1．2m、1．8m、2．4m、3．0m，最大的还可以达到4．2m。但不同测量范围的测量机，具有不同的测量精度。(2)重量轻。一般的柔性三坐标测量机的重量只有10KG左右，可以随