提高三坐标测量机高速测量的精度

　　随着生产的不断发展，对测量机精度和效率的要求越来越高.在三维自由曲面测量中，为获得足够信息，要测上千个点，用传统的触发式点位测量方法有时无法满足要求，必须进行非接触高速扫描测量(速度大于岌knm/s).在测量过程中，测头的运动速度和加速度均很大.在这种情况下动态误差对总测量精度的影响超过了静态误差.目前静态误差的补偿技术已经很成熟了川P]，而高速扫描测量中动态精度的研究还是急待解决的间题。

　　1动态误差源

　　三坐标测量机在高速扫描测量中，动态误差的产生主要有以下三方面:

　　①读数动态误差:与控制系统锁定坐标值的时间和标尺信号处理电路的速度有关.

　　②环境动态误差:由于外部环境的振动，使测头相对工件产生误差。

　　③机体动态误差:由于惯性力、摩擦力的作用，机体各部产生变形，使测头相对工件产生误差。

　　前两项误差幅值较小，可以通过改进设计和改善环境条件的方法来减小.而第三项的影响最大，这是主要研究的问题.

　　1.1测t机的结构

　　实验用三坐标测量机的结构如图1所示.花岗岩工作台上装有移动桥，沿右测花岗岩导轨运动，形成x坐标轴.x轴是单边驱动的.滑架沿桥横梁的花岗岩导轨运动，形成y坐标轴。:轴在滑架内上下运动，形成:坐标轴.导轨形式为气浮块和花岗岩组成的空气轴承.

　　12动态误差源的分析

　　高速测量过程中，在加速和减速时加速度很大，运动体分布质量引起惯性力，使得机体部件产生弯曲和扭曲变形，同时由于标测量机的气浮块与导轨的连接刚度不足，导致空气轴承产生转角变形，机体部件产生弯曲和扭曲变形。而机床、y轴不符合阿贝原则，转角误差在测头处将产生很大的定位误差.由于机体的结构比较复杂而且许多参数是未知的，难以用理论方法计算动态误差.

　　为此采用了实验分析的方法，用两台相同型号的激光干涉仪，通过测量转角间接得出各部件的变形.检测部位为A、B、C、D、E五点，如图1所示.在x轴以各种不同的速度和加速度运动的情况下，同时测量A、B两点或其它两点处的水平转角和垂直转角。测量值分别用下面的符号表示.

　　心冈:沿x轴运动.A点绕:轴的转角;

　　rtx):沿x轴运动，A点绕y轴的转角。

　　水习:沿二轴运动，B点绕:轴的转角;

　　心冈:沿x轴运动，B点绕y轴的转角

　　叮冈:沿x轴运动，C点绕:轴的转角;

　　考冈:沿x轴运动，C点绕y轴的转角

　　心冈:沿x轴运动，D点绕z轴的转角;

　　心(x):沿二轴运动，D点绕y轴的转角