三坐标GPS定位精度标定机结构设计与特性分析.pdf

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1、第7期组合机床与自动化加工技术NO．72015年7月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueJu1．2015文章编号：1001—2265(2015)07—0053—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．07．015三坐标GPS定位精度标定机结构设计与特性分析术张文宠，杨洪涛，王福元(1．安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南232001；2．盐城工学院机械工程学院，江苏盐城224000)摘要：利用三坐标标定机快速标定GPS定位精度时，标定机的静动态特性在某种程度上会影响到三

2、坐标标定机定位精度。为保证结构强度以及确定标定精度，利用三维CAD建立三坐标标定机模型，再应用Ansys有限元分析方法对机构进行了静力学、模态和瞬态动力学仿真分析，研究其相关动态特性及特定点的定位误差范围。仿真结果表明：标定机的三维静态定位误差不超过0．0001mm，不需误差补偿；标定机的固有频率较高，不会在所安装的激振器激励下产生共振；在施加的激振器的振动激励作用下，三坐标标定机的动态定位精度远小于设计定位精度0．1mm的要求，因此所设计的三坐标标定机可用于GPS的动态特性研究。关键词：三坐标标定机；样机建模；静力学分析；动态特性分析中图分类号：TH165

3、；TG659文献标识码：AStructureDesignandCharacteristicsAnalyzesoftheThreeCoordinatesMeasuringMachineforCalibratingGPSPositioningPrecisionZHANGWen．chong，YANGHong．tao，WANGFu．yuan(1．SchoolofMechanicalEngineering，AnHuiUniversityofScienceandTechnology，HuainanAnhui232001，China；2．SchoolofMechanica

4、lEngineering，YanchengInstituteofTechnology，YanchengJiangsu224000，China)Abstract：WhileusingthethreecoordinatesmeasuringmachinetocalibratethepositioningaccuracyofGPS，thestaticanddynamiccharacteristicsofmachinewillaffectthepositioningaccuracyinsomeextent．Toensurethestructuralstrengtha

5、ndconfirmthepositioningaccuracyofthethreecoordinatesmeasuringma—chine，the3Dmodelofthreecoordinatesmeasuringmachinewasestablishedinthispaper，whosestatics，modalandtransientdynamicssimulationanalysiswereprocessedbyusingAnsysFEAmethodinordertore-searchitsrelevantdynamiccharacteristicsa

6、ndpositioningerrorrangeofthespecificpointposition．Thesim-ulationsanalysisresultsrevealthatthethree—dimensionalstaticpositioningerrorofthecalibrationmachineislessthan0．O001mmandneednttobecompensated．Theinherentfrequenciesofthethreecoordinatesmeas-uringmachinearemuchhigherthanthevibr

7、ationfrequenciesoftheinstalledvibratorandresonancecannotemergeundertheexcitationofinstalledvibrator．Thedynamicpositioningaccuracyofthethreecoordinatesmeasuringmachineisfarlessthantherequirementofdesignprecision0．1mmunderthevibrationactionofthevibrator．Sothedesignedthreecoordinatesm

8、easuringmachinecanbeusedin