基于Solidworks Simulation的三坐标测量仪动态误差分析.pdf

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1、2012年1月机床与液压Jan．2012第40卷第1期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．40No．1DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．01．011基于SolidworksSimulation的三坐标测量仪动态误差分析赵磊，杨杰(1．中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院，湖北武汉430074；2．SchoolofEngineering，TheUniversityofCalifornia，MercedCalifornia95343)摘要：采用三坐标测量仪进行高速测量时，由于受附加惯性力

2、及自身重力的影响，机体会变形，从而导致动态误差。对三坐标测量机的动态误差进行理论分析；利用SolidworksSimulation有限元分析方法对移动桥进行受力变形分析；在轴静止状态下，推导出滑架沿Y轴方向加速(减速)和匀速的运动状态下动态误差补偿模型。仿真结果表明：各运动状态下的动态误差有效降低，为提高三坐标测量机的测量精度奠定基础。关键词：三坐标测量仪；动态误差；SolidworksSimulation软件；补偿模型中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)1—039—3DynamicErrorA

3、nalysis0fCMMBasedonSolidworksSimulationZHA0Lei．YANGJiel1(1．SchoolofMechanicalandElectronicInformation．ChinaUniversityofGeosciences。WuhanHubei430074，China；2．SchoolofEngineering，TheUniversityofCalifornia，MercedCalifornia95343，U．S)Abstract：Dynamicerrorcomesfromtheloadedbea

4、mdeformationwhichresultsfromtheeffectoftheaddedinertialforceanditsowngravity，whenthehighspeedisadoptedforthecoordinatemeasuringmachines(CMM)．ThedynamicerroroftheCMMwasana-lyzedtheoretically．Themotionstatesofslidingbracketwereacceleration，constantvelocityanddecelerationa

5、longYaxiswhenzaxiswaskeptinreststate．DynamicerorcompensationmodelsunderdifferentstateswerededucedbyanalyzingthedeformationofmovingbridgeusingSolidworksSimulationtoo1．Thesimulationresultsshowthatthedynamicero~underdifferentstatesaredecreased，whichprovidesbasisofimproving

6、themeasurementprecisionoftheCMM．·Keywords：CMM；Dynamiceror；SolidworksSimulationsoftware；Compensationmodels长期以来三坐标测量仪的测量方式以静态测量为作者主要研究三坐标测量仪滑架带动z轴在移动主，随着现代制造技术的发展，对三坐标测量仪提出桥上做匀速及变速运动时，在惯性力作用下对测头产了更高的速度和精度要求，在很多情况下要求三坐标生的动态误差。测量机在高速测量状态下仍能实现高精度。为了提高1动态误差源的理论分析三坐标测量机的测量精度，人

7、们越来越重视其动态误文中研究的三坐标测量仪(JS654N型，400mm×差的研究。500mm×600mm)为单边移动桥式结构，其结构如由于广泛采用气浮导轨连结各运动部件，三坐标图1所示。移动桥带动滑架和测头沿轴运动，滑架测量仪的动态误差主要是由各部件绕气浮导轨连结处在移动桥上沿Y轴运动，立柱带动测头沿=轴移动。的偏转和各运动部件本身的弯曲变形造成。气浮导轨在高速测量的过程中，移动桥本身、滑架、轴立柱和各运动部件的刚度是有限的，运动过程中在附加惯和测头分布质量作用在移动桥上，产生附加惯性力，性力的影响下，必然产生各部件绕气浮导轨连结处的

8、使移动桥产生动态弯曲和移动桥相对于轴导轨的偏偏转和运动部件本身的弯曲变形。因为测量线与标准转。线不重合，各部件绕气浮导轨连结处的偏转和各运动滑架带动z轴立柱沿Y轴方向运动，在此情况下部件本身的弯曲变形导致实际被测值与光栅