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齿轮关键参数测量技术研究
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作者 吴恩启 覃文俊 《工具技术》 北大核心 2025年第7期126-133,共8页
齿轮在机械传动中扮演着至关重要的角色,其性能直接影响到设备的运行效率和稳定性。齿轮参数的精准测量一直是制造业面临的难题之一。针对这一现象,提出一种基于三坐标测量仪的齿轮参数测量方法。通过三坐标测量仪对齿轮齿廓的关键目标... 齿轮在机械传动中扮演着至关重要的角色,其性能直接影响到设备的运行效率和稳定性。齿轮参数的精准测量一直是制造业面临的难题之一。针对这一现象,提出一种基于三坐标测量仪的齿轮参数测量方法。通过三坐标测量仪对齿轮齿廓的关键目标点进行测量,从渐开线的形成机理出发,建立目标点与齿轮参数相关的数学模型,以及三坐标测量数据与齿轮理论参数关联的目标函数,采用离散遗传优化算法进行求解,以确定最优的齿轮参数。通过对不同参数类型的齿轮进行反求实验,验证算法与模型的准确性。实验结果表明,该方法不仅适用于具有一般性制造误差的齿轮,而且对于非标齿轮也同样适用,为齿轮制造工艺和设计优化提供参考。 展开更多
关键词 齿轮参数反求 离散遗传算法 三坐标测量仪 数学模型
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X射线三维尺寸测量机体素模型不确定度评定方法研究
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作者 谭浩晨 胡佳成 +1 位作者 郭鑫 朱悦 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第1期101-111,共11页
为解决X射线三维尺寸测量机发展进程中仪器的成像性能不断提高但计量方法滞后的问题,对其不确定度展开研究,提出了一种基于体素模型的评定方法。首先,从X射线检测原理入手,对X射线三维尺寸测量机尺寸计算过程的原始投影、三维重建、表... 为解决X射线三维尺寸测量机发展进程中仪器的成像性能不断提高但计量方法滞后的问题,对其不确定度展开研究,提出了一种基于体素模型的评定方法。首先,从X射线检测原理入手,对X射线三维尺寸测量机尺寸计算过程的原始投影、三维重建、表面测定、点云拟合等数字空间的影响因素进行了分析,建立体素的不确定度模型。其次,基于自研球棒球心距的溯源与测量结果,采用GUM法和蒙特卡洛法对体素模型的各个参量进行不确定度计算,完成了体素模型不确定度的分析。再次,结合传统的不确定度参量,对球心距测量结果的不确定度进行了合成与扩展。最后,通过扩展不确定度的结果应用,验证了测量与评定结果的可靠性与一致性,得到短、长球棒标准器的长度测量结果分别为(32.9477±0.0020)mm与(52.4065±0.0022)mm。结果表明,探索得到的评定方法细化了X射线三维尺寸测量机测量结果的误差来源,拓展了X射线三维尺寸测量机尺寸计量方法的研究方向,为X射线三维尺寸测量机定值过程数据精度的提升提供了计量基础,具有一定的科学价值。 展开更多
关键词 体素模型 X射线三维尺寸测量机 量值传递与溯源 不确定度 蒙特卡洛
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面向任务的CMM圆度测量不确定度建模与优化
3
作者 程杰 沙跃兵 +1 位作者 周易明 程银宝 《电子测量技术》 北大核心 2024年第10期108-114,共7页
精密仪器正趋向于智能化以及功能多样化发展,评估精密仪器的测量不确定度因此也变得更加复杂。以CMM中的圆度测量为例,以面向任务的不确定度评定方法,实现快速、可靠地评估出CMM测量任务的不确定度。根据误差传播的实际情况,结合计算机... 精密仪器正趋向于智能化以及功能多样化发展,评估精密仪器的测量不确定度因此也变得更加复杂。以CMM中的圆度测量为例,以面向任务的不确定度评定方法,实现快速、可靠地评估出CMM测量任务的不确定度。根据误差传播的实际情况,结合计算机模拟的蒙特卡洛方法,提出了一种误差分布多状态下的不确定度代数和合成方法。针对测量不确定度初次评定存在过量估计的问题,提出了优化评估方案。给出圆度测量任务的不确定度评定与优化实例,验证评定模型和优化方法的可行性与有效性。系统性解决CMM面向任务的不确定度评定难题,对于解决其他高精度仪器测量结果的不确定度评估、提高仪器的实际使用价值,均具有重要参考意义。 展开更多
关键词 坐标测量机 精度 测量不确定度 数学模型 优化估计
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接触式三坐标测量自由曲面轮廓的数据处理模型 被引量:21
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作者 仇谷烽 余景池 +2 位作者 黄启泰 倪颖 王毅 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2813-2820,共8页
为了能够在接触式自由曲面轮廓测量过程中放宽对工件位置调整的要求并提供高精度的测量结果,本文运用最小二乘法的基本原理,提出了一个可通过测量数据拟合出一个最佳位置放置参数的数学模型。该模型能同时校正自由曲面放置时存在的绕X、... 为了能够在接触式自由曲面轮廓测量过程中放宽对工件位置调整的要求并提供高精度的测量结果,本文运用最小二乘法的基本原理,提出了一个可通过测量数据拟合出一个最佳位置放置参数的数学模型。该模型能同时校正自由曲面放置时存在的绕X、Y、Z轴的微小旋转量及沿X、Y、Z方向上的微小偏离量所造成的测量误差。大量数学模拟结果表明,该模型在恢复上述误差源上具有很高的精度,可精确地恢复1cm以下的偏心和0.1°以下的旋转量。对一实际自由曲面的测量结果表明,该模型可靠有效,为接触式三坐标测量自由曲面轮廓提供了宽松的镜子放置条件,同时提供了可靠的测量结果。其分析数据的基本原理对其它非接触式的自由曲面的轮廓测量同样具有较高的参考价值。 展开更多
关键词 自由曲面 轮廓测量 三坐标测量仪 数据处理模型 最小二乘法
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关节臂式坐标测量机测量力误差分析及补偿 被引量:24
5
作者 罗哉 刘晖 +1 位作者 田焜 李冬 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1159-1167,共9页
针对接触测量力对关节臂式坐标测量机(AACMM)测量精度的影响展开研究。对测量力引起的长度测量误差进行理论和实验分析,得到测头与被测件的局部变形、测杆的弯曲变形是影响关节臂式坐标测量机测头精度的主要因素。建立了关节臂式坐标测... 针对接触测量力对关节臂式坐标测量机(AACMM)测量精度的影响展开研究。对测量力引起的长度测量误差进行理论和实验分析,得到测头与被测件的局部变形、测杆的弯曲变形是影响关节臂式坐标测量机测头精度的主要因素。建立了关节臂式坐标测量机测头与被测件的局部变形、测杆的弯曲变形的数学模型,并对测量结果进行了测量力误差补偿。实验结果研究表明,测量力引起的误差对接触式关节臂式坐标测量机测量精度影响很大。通过本研究成果,可在很大程度上补偿测量力引起的误差:平均长度测量误差降低82%左右,最大误差降低约47μm,有效地提高了关节臂式坐标测量机的测量精度。 展开更多
关键词 关节臂式坐标测量机 测量力 测杆弯曲变形 误差补偿
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反求工程中复杂曲面测量规划研究 被引量:25
6
作者 单东日 柯映林 刘云峰 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期9-12,共4页
数据采集是反求建模的第一环节 ,测量数据的好坏决定了反求CAD模型的品质和精度。针对目前应用广泛的三坐标测量机 ,提出了产品反求建模过程中复杂曲面测量规划的基本规则 ,并对测量误差进行了分析 ,为最终构造出精度高、品质好的 CAD... 数据采集是反求建模的第一环节 ,测量数据的好坏决定了反求CAD模型的品质和精度。针对目前应用广泛的三坐标测量机 ,提出了产品反求建模过程中复杂曲面测量规划的基本规则 ,并对测量误差进行了分析 ,为最终构造出精度高、品质好的 CAD模型奠定了基础。这些规则在汽车、飞机零部件的测量造型过程中得到了广泛应用 ,并取得了良好的应用效果。 展开更多
关键词 三坐标测量机 反求工程 曲面造型 三维测量
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关节臂式坐标测量机误差仿真系统建模与分析 被引量:16
7
作者 高贯斌 王文 +1 位作者 林铿 陈子辰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期1534-1540,共7页
为了提高六自由度关节臂式坐标测量机的测量精度,建立了相应的坐标系统及误差模型,并基于误差模型在Matlab软件中建立了误差仿真系统,根据误差仿真结果绘制了关节空间的误差分布图。仿真结果表明:当关节长度、杆长和测头长度的误差传递... 为了提高六自由度关节臂式坐标测量机的测量精度,建立了相应的坐标系统及误差模型,并基于误差模型在Matlab软件中建立了误差仿真系统,根据误差仿真结果绘制了关节空间的误差分布图。仿真结果表明:当关节长度、杆长和测头长度的误差传递到测量结果上时,没有被放大或缩小,且不受测量机位姿的影响;而关节转角和关节扭转角误差传递到测量结果上时,被严重放大,放大效果受关节顺序和测量机位姿影响显著。最后根据分析结果对角度传感器和轴承的选择、零件的加工精度要求和测量位姿提出了建议。 展开更多
关键词 关节臂式坐标测量机 误差分析 运动学模型 仿真
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多关节坐标测量机的误差模型 被引量:26
8
作者 叶东 黄庆成 车仁生 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1999年第2期91-96,共6页
按Denavit-Hartenberg方法,建立了多关节坐标测量机末端测头中心相对于机座参考坐标系的测量运动的数学模型。在此基础上,运用矩阵函数的全微分方法,建立起末端测头中心坐标误差与测量运动模型参数误差之间的传递... 按Denavit-Hartenberg方法,建立了多关节坐标测量机末端测头中心相对于机座参考坐标系的测量运动的数学模型。在此基础上,运用矩阵函数的全微分方法,建立起末端测头中心坐标误差与测量运动模型参数误差之间的传递关系。为进一步研究多关节坐标测量机的标定和补偿奠定了理论基础。 展开更多
关键词 坐标测量机 关节 误差模型
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平行双关节坐标测量机建模 被引量:6
9
作者 程文涛 于连栋 +2 位作者 费业泰 王晨晨 丁洋 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期430-434,共5页
平行双关节坐标测量机是一种新型非正交坐标测量设备。文中利用改进四参数DH模型导出平行双关节坐标测量机的测量模型,在此基础上建立该坐标测量机的误差模型。利用测量机的误差模型验证测量模型的正确性,并与理想模型进行比较。该方法... 平行双关节坐标测量机是一种新型非正交坐标测量设备。文中利用改进四参数DH模型导出平行双关节坐标测量机的测量模型,在此基础上建立该坐标测量机的误差模型。利用测量机的误差模型验证测量模型的正确性,并与理想模型进行比较。该方法为进一步研究平行双关节坐标测量机的设计和误差分配提供了理论基础。 展开更多
关键词 坐标测量机 数学建模 DH模型
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基于CAD模型的自由曲面检测方法 被引量:5
10
作者 李耀东 黄成祥 +1 位作者 陆云龙 侯力 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 2004年第1期90-93,共4页
针对自由曲面的设计和加工特点,提出了采用点接触式三坐标测量机对自由曲面进行检测时,数学模型的建立方法,指出检测点数量的确定不仅与加工设备的精度和检测的置信度有关,而且还与自由曲面的面积大小有关,检测点的分布则应综合考虑曲... 针对自由曲面的设计和加工特点,提出了采用点接触式三坐标测量机对自由曲面进行检测时,数学模型的建立方法,指出检测点数量的确定不仅与加工设备的精度和检测的置信度有关,而且还与自由曲面的面积大小有关,检测点的分布则应综合考虑曲面的曲率变化情况和曲面形状对测量网格的制约关系。由于非均匀有理B样条方法表达曲面的独特性,对复杂自由曲面应采取分片测量和评价的方法,同时在几何量测量中采用优化搜索的方法确定最小不合格区域,便于后续的分析和处理。 展开更多
关键词 CAD模型 自由曲面 曲面检测 三坐标测量机 曲面设计
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多关节柔性三坐标测量系统误差分析研究 被引量:8
11
作者 王学影 刘书桂 +1 位作者 张洪涛 张国雄 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期435-438,共4页
为了克服传统三坐标测量系统的体积大、结构复杂、不能现场测量等缺点,研制开发一种新颖的基于旋转关节和转动手臂的多关节柔性三坐标测量系统.首先基于Denavit-Hartenberg方法建立了多关节柔性三坐标测量系统的理想数学模型,在考虑到... 为了克服传统三坐标测量系统的体积大、结构复杂、不能现场测量等缺点,研制开发一种新颖的基于旋转关节和转动手臂的多关节柔性三坐标测量系统.首先基于Denavit-Hartenberg方法建立了多关节柔性三坐标测量系统的理想数学模型,在考虑到结构误差基础上修正得到误差模型,最后详细分析系统中影响测量结果的各种误差因素.仿真实验结果表明数学模型的正确性,并为进一步研究系统的误差补偿和提高测量精度提供了理论基础. 展开更多
关键词 三坐标测量系统 多关节 误差模型 误差模量
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基于粒子群算法的6-DOF并联坐标测量机的测量建模 被引量:10
12
作者 刘得军 刘彩平 韦荣方 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期76-81,共6页
依据并联机构的位置反解模型,给出了求解6-DOF并联坐标测量机位置正解的无约束优化模型,并应用粒子群算法(PSO)对该优化问题进行了求解,由此可将复杂的并联坐标测量机测量建模问题转换为优化问题,从而求得位置正解。仿真结果表明:80个... 依据并联机构的位置反解模型,给出了求解6-DOF并联坐标测量机位置正解的无约束优化模型,并应用粒子群算法(PSO)对该优化问题进行了求解,由此可将复杂的并联坐标测量机测量建模问题转换为优化问题,从而求得位置正解。仿真结果表明:80个粒子大约经过55次的迭代运算后,收敛精度可达到0.5μm,平均运行时间约为3 s。粒子群算法应用于并联坐标测量机测量建模与求解,可获得较高的计算速度和计算精度。 展开更多
关键词 并联坐标测量机 测量模型 粒子群算法 位置反解 位置正解
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基于模型定义的零件数据集三坐标测量信息获取 被引量:9
13
作者 方忆湘 刘恩福 +1 位作者 高婷 黄风山 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期1532-1540,共9页
为实现三维环境下零件三坐标测量检测信息的获取,以零件模型的基于模型的定义数据集表示为获取对象,探讨基于模型的定义技术在检测信息获取中的应用。通过分析零件基于模型的定义数据集中检测信息的构成,基于公差标注进行关联几何信息定... 为实现三维环境下零件三坐标测量检测信息的获取,以零件模型的基于模型的定义数据集表示为获取对象,探讨基于模型的定义技术在检测信息获取中的应用。通过分析零件基于模型的定义数据集中检测信息的构成,基于公差标注进行关联几何信息定义,以公差项目、关联几何特征与模型基准/坐标系作为测量信息构成元素并定义关联关系,建立了基于零件模型的定义数据集的测量信息表示模型。依据测量信息构成及其表示模型,确定零件检测信息识别和提取流程。在通用三维CAD软件Pro/E环境下,通过定制相应的数据获取工具,以一个获取实例说明了针对零件基于模型的定义数据集的检测信息获取方法和过程。 展开更多
关键词 基于模型的定义 数据集 三坐标测量机 检测信息获取 公差项目 几何特征
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新型并联机器人坐标测量机仿真建模的实现 被引量:8
14
作者 陈修龙 赵永生 鹿玲 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1025-1031,共7页
为了验证新型5自由度并联机器人坐标测量机的设计方案和理论模型,缩短开发周期,降低开发费用,提高一次性设计成功率,将虚拟样机技术应用于该并联机器人坐标测量机的设计开发过程。利用SolidWorks软件建立该型并联坐标测量机的虚拟样机模... 为了验证新型5自由度并联机器人坐标测量机的设计方案和理论模型,缩短开发周期,降低开发费用,提高一次性设计成功率,将虚拟样机技术应用于该并联机器人坐标测量机的设计开发过程。利用SolidWorks软件建立该型并联坐标测量机的虚拟样机模型,应用OLE接口技术实现了该型并联坐标测量机的运动仿真和测量仿真,采用ADAMS软件实现了该型并联坐标测量机的动力学分析和仿真,并给出了仿真建模过程中关键问题的解决方案。计算机仿真结果证实了理论模型的正确性,验证了设计的合理性和可靠性。为此新型并联机器人坐标测量机的结构设计和数控系统设计提供了主要参数和理论依据,为并联坐标测量机的工程设计提供了一套有效的分析方法。 展开更多
关键词 并联机器人 坐标测量机 虚拟样机 仿真建模
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基于PH10回转体的非接触测量系统建模与标定 被引量:5
15
作者 解则晓 张国雄 +1 位作者 徐玉春 王春海 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期714-717,共4页
提出一种由三坐标测量机、PH10回转体和激光三角测头组成的自由曲面非接触测量系统 .为了将激光测头的测量值转换为测量机机器坐标系下的三维坐标值 ,建立了测量系统的几何模型 .利用测头等效法对几何模型进行标定 ,求出其中的未知矩阵 ... 提出一种由三坐标测量机、PH10回转体和激光三角测头组成的自由曲面非接触测量系统 .为了将激光测头的测量值转换为测量机机器坐标系下的三维坐标值 ,建立了测量系统的几何模型 .利用测头等效法对几何模型进行标定 ,求出其中的未知矩阵 .利用迭代标定法消除了标定误差 ,使标定结果趋近于理想值 . 展开更多
关键词 三坐标测量机 PH10回转体 激光三角测头 几何模型 标定 自由曲面 非接触测量系统
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新型并联机器人坐标测量机误差建模与仿真 被引量:9
16
作者 陈修龙 赵永生 邓昱 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期477-481,486,共6页
介绍了一种新型五自由度并联机器人坐标测量机机构,该测量机机构具有五个驱动分支和一个约束分支,可以实现三维移动和二维转动。为了给该坐标测量机实际误差的补偿和控制奠定理论基础,提高测量精度,改善测量性能,根据其位置反解数学模型... 介绍了一种新型五自由度并联机器人坐标测量机机构,该测量机机构具有五个驱动分支和一个约束分支,可以实现三维移动和二维转动。为了给该坐标测量机实际误差的补偿和控制奠定理论基础,提高测量精度,改善测量性能,根据其位置反解数学模型,导出了测头位姿误差与各运动副位置误差、调节器运动误差及测头长度误差之间的相互关系,建立了该测量机的误差模型,并通过计算机仿真对误差模型的正确性进行了验证。 展开更多
关键词 并联机器人 坐标测量机 位置反解 误差模型
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Pro/E环境下零件MBD模型检测信息的获取 被引量:8
17
作者 方忆湘 高婷 黄风山 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第9期80-84,共5页
零件MBD模型提供了三维环境下零件定义的完备信息表示,是数字化环境下三坐标测量信息获取的基础和数据源。依据MBD的建模规范以及测量软件的测量要求,分析零件MBD模型检测信息的构成及其关联关系,针对Pro/E环境下构建的零件MBD模型,应用... 零件MBD模型提供了三维环境下零件定义的完备信息表示,是数字化环境下三坐标测量信息获取的基础和数据源。依据MBD的建模规范以及测量软件的测量要求,分析零件MBD模型检测信息的构成及其关联关系,针对Pro/E环境下构建的零件MBD模型,应用Pro/TOOLKIT二次开发工具,以Visual C++2008为开发平台,进行检测信息的获取,并将检测信息存储到相应的数据表中,作为三坐标测量机的测量数据来源。 展开更多
关键词 PRO TOOLKIT MBD模型 检测信息 三坐标测量机
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复杂线轮廓度误差评定方法 被引量:12
18
作者 侯宇 张竞 崔晨阳 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期104-106,共3页
本文运用微分几何的活动坐标以及曲线上一点邻近结构理论 ,导出测量点到理想轮廓的统一形式的距离函数 ,建立平面上复杂线轮廓度误差最小条件评定的统一模型 ,并用有效集法精确、快速地进行处理。为三坐标测量机上高精度。
关键词 复杂零件 线轮廓度 最小条件下 数学模型 三坐标测量机 误差评定
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悬臂式坐标测量机误差分离与补偿的研究 被引量:16
19
作者 王晨晨 费业泰 尚平 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2012年第5期413-418,共6页
对一台自主设计的,专用于连铸结晶器测量的悬臂式坐标测量机进行研究,分析了影响其精度的主要误差源。用齐次坐标变换矩阵建立测量机的几何误差修正模型,并附加了非刚性误差补偿项。使用激光干涉仪和激光跟踪仪将误差模型中的各项误差... 对一台自主设计的,专用于连铸结晶器测量的悬臂式坐标测量机进行研究,分析了影响其精度的主要误差源。用齐次坐标变换矩阵建立测量机的几何误差修正模型,并附加了非刚性误差补偿项。使用激光干涉仪和激光跟踪仪将误差模型中的各项误差给予逐项的分离,经计算后代入误差模型进行补偿。实测结果表明,当测量机沿体对角线运动时,其最大位移误差从补偿前的600μm降低到50μm,因此该补偿方法是有效可行的。 展开更多
关键词 悬臂式坐标测量机 几何误差 误差模型 误差分离 误差补偿
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关节类坐标测量机关键技术及进展 被引量:14
20
作者 于连栋 赵会宁 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1879-1888,共10页
关节类坐标测量机具有便携性好、质量轻、测量范围大等优点,广泛应用于汽车工业、航空航天、模具制造、大型装备装配等领域的质检工作。关节类坐标测量机由6或者7个旋转关节串联而成,靠近基座的关节一般装有力平衡机构,提高了关节类坐... 关节类坐标测量机具有便携性好、质量轻、测量范围大等优点,广泛应用于汽车工业、航空航天、模具制造、大型装备装配等领域的质检工作。关节类坐标测量机由6或者7个旋转关节串联而成,靠近基座的关节一般装有力平衡机构,提高了关节类坐标测量机的易操作性;其测角系统由安装在各旋转关节上的高精度角度编码器实现;光学扫描测头应用于关节类坐标测量机上实现了复杂曲面的非接触快速测量;为得到精确的测量模型,研究了多种建模和参数辨识方法并由不同国际组织提出了关节类坐标测量机的性能评价标准。最后介绍了关节类坐标测量机的关键技术和未来发展趋势。 展开更多
关键词 关节类坐标测量机 测量模型 标准件 参数标定算法 性能评价标准
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