原位检测系统中触发式测头半径误差分析与建模.pdf

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1、第12期组合机床与自动化加工技术No．122014年12月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueDec．2014文章编号：1001—2265(2014)12—0060—05DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．12．016原位检测系统中触发式测头半径误差分析与建模木韩如聪，张建富，冯平法，郁鼎文(清华大学机械工程系精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室，100084北京)摘要：文章通过分析原位检测系统测量过程中触发式测头半径误差的主要组成及其影响因素，提出了一种基于遗传一神经网络的测头半

2、径误差建模和补偿方法，阐述了其实现过程和实验测试方法。利用遗传算法优化BP神经网络建立测头半径误差补偿模型，根据实际测点的法矢信息预测建立测点法矢方向与测头半径误差的映射关系，并通过计算机实现原位检测数据的离线和在线修正。实验结果表明基于该模型的预测值和实际测头半径误差具有较好的一致性，测试样本中65％的残余误差小于1／xm，最大为2．9／xm，平均值为0．94gm。关键词：原位检测；触发式测头；测头半径误差；遗传算法；神经网络中图分类号：TH161；TG65文献标识码：AAnalysisandModelingoftheRadiusErrorofTouchTriggerPro

3、besinOn—machineVerificationSystemHANRu—tong，ZHANGJian-fu，FENGPing-fa，YUDing-wen(BeijingKeyLabofPrecision／Uhra—precisionManufacturingEquipmentsandControl，DepartmentofMechani—calEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Thispaperanalysesthemajorcomponentsandinfluencingfactor

4、softheradiuserroroftouchtrig—gerprobesabouton·machineverificationsystem．Aneffectiveproberadiuserrormodelingandcompensa—tion，animplementationprocedureandanexperimentalstudyarepresented．TheerrorcompensationmodelhasbeenbuiltwithBPartificialneuralnetworkoptimizedbyGeneticalgorithm．Accordingtoth

5、enormalvectorinformationofmeasurementpoints，predictingtheproberadiuserrorvaluesandestablishingthemap—pingrelationshipwiththenormalvectorofmeasurementpoints，andcorectingon—machineverificationdataof-lineoron—linebythecomputer．Theresultsofexperimenthaveshownthatthepredictivevaluesbasedthemodel

6、andtheactualproberadiuserorshavegoodconsistency．65％oftheresidualerrorinthetestsampleislessthan1／zm，maxim／zmis2．gmandtheaveragevalueis0．94gm．Keywords：on—machineverification；touchtriggerprobe；proberadiuserror；geneticalgorithm；artificialneura1network式测头误差的研究主要集中在测头预行程误差和测头0引言测球半径补偿两个方面。还有一些学者对

7、影响测头误原位检测系统是基于数控机床本体，在不重复拆差的因素进行了研究，指出了测杆长度、测量速度、测卸装夹零件的情况下，在机床上安装测头实现多轴测量方向、测量接触力等都对测头预行程误差有影量功能的坐标测量系统。原位检测由于测量环境复响。杂，影响测量精度的因素众多，因此原位检测系统测量对于测头半径误差建模与补偿常用的方法是使用精度控制比坐标测量机困难的多¨。。触发式测头系标准球标定，然后利用双线性插值来模拟整个球面的统的误差是影响原位检测测量精度的关键因素。But。测头半径误差。文献[1，7]均采用这种方