探析三坐标测量机动态误差建模与测量不确定度评定研究

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1、三坐标测量机动态误差建模与测量不确定度评定研究ResearchonDynamicErrorModelingandEvaluationoftheMeasurementUncertaintyofCoordinateMeasuringMachines姓名李光学科专业检测技术与自动化装置研究方向传感器与仪器仪表指导教师马修水完成时间2008年5月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，也不包含为获得或

2、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已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解有关保留、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：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日学位论文作者毕业

3、去向：工作单位：电话：通讯地址：邮编：中文摘要三坐标测量机动态误差建模与测量不确定度评定研究摘要三坐标测量机作为一种大型精密测量仪器，已广泛应用于现代制造业。随着生产的发展，对三坐标测量机的测量效率及精度要求更高，而随着速度的提高，动态误差就成为影响其测量精度的主要因素。本文对移动桥式坐标测量机在高速运动时各主要部件的动态特性进行了理论分析，在此基础上，对动态误差的建模进行了研究。本文分析了坐标测量机测量过程中速度变化所造成的各运动部件的变形和偏转。确定了测量机沿X轴高速运动时产生的动态误差是机体主要动态误差源，在此基础上，重

4、新定义了各运动部件产生的动态偏转角，研究了测头位置处机体动态误差各分量与动态偏转角以及测量速度之间的关系，建立了的机体动态误差模型。此外，对导致测量机机体动态误差的气浮导轨的刚度和承载能力的计算进行了理论研究。对于广泛应用的触发式测头，重点分析了测头预行程的各组成因素，研究触发时刻测头预行程与触发力之间的关系，建立了触发式测头预行程的动态误差模型。对测头触测过程中的碰撞问题，建立了振动模型，考察速度参数对测头动态误差的影响。在实验的基础上，采用MonteCarlo方法对动态测量不确定度进行了评定，通过对各组实验数据评定结果的对

5、比，发现运动参数中的触测速度是影响测量精度的主要因素。关键词:坐标测量机；动态误差；触发式测头；气浮导轨；不确定度；MonteCarlo方法I英文摘要ResearchonDynamicErrorModelingandEvaluationoftheMeasurementUncertaintyofCoordinateMeasuringMachinesABSTRACTCoordinateMeasuringMachines(CMMs)hasbeenwidelyusedinmodernmanufacturingasalargepreci

6、sioninstrument.Withthedevelopmentoftheproduction,itsmeasuringefficiencyandaccuracyarerequiredmorehigher,andthedynamicerrorswillbecomethemainfactorswhichinfluenceitsmeasuringaccuracy.Thispaperanalyzedthedynamiccharacteristicsofthemajorcomponentsintheory,whenthemovabl

7、ebridgeCMMsmovinginhigh-speed,andstudiedthedynamicerrormodeling.Thispaperanalyzedthedeflectionanddeformationofthevariousmovingcomponentswhichwerecoursedbythechangeofspeedinmeasuringprocess,determinedthedynamicerrorwhenCMMsmovingalongtheX-axisinhighspeedisthemainsour

8、ceofthestructuredynamicerrors.Onthisbasis,thedynamicdeflectionanglesofvariousmovingcomponentswerere-defined,studiedtherelationbetweenthest