关节臂坐标测量机热特性有限元分析及温度误差补偿

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1、⋯：七1；l敦银咀《。刚●囊'独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金壁王些厶堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。靴僦糙嘲彳⋯飙别卿踟学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金胆王些厶堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权金避王些烂

2、可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：／奉少髫三尹签字日期：纱，／年≯月万日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：导师签名：塌、o签字日期：多酬年缈月2妇电活：邮编：关节臂坐标测量机热特性有限元分析及温度误差补偿摘要随着先进制造技术的快速发展，基于正交坐标系的传统三坐标测量机在越来越多的应用场合受到限制，比如室外测量、现场测量、狭小空间测量、大尺寸测量等方面。而基于非正交坐标系统的关节臂坐标测量机由于其重量轻、体积小

3、、操作方便、便于携带、价格适宜等特点，应用需求日益增长。关节臂坐标测量机的便携性使得其可以应用在多种不同的工作场合，而不仅仅是环境控制很好的实验室，使得其所工作的环境温度具有较大的差异。而关节臂坐标测量机作为精密测量设备，温度变化都会直接影响其测量精度。因此，需要对关节臂坐标测量机的热变形及误差补偿进行研究o-论文首先介绍了关节臂坐标测量机的机械结构和基于D．H方法建立了关节臂坐标测量机的测量模型，针对其测量模型分析了关节臂坐标测量机的误差源，重点分析了在温度变化情况下测量机的热变形情况，并围绕热变形误差补偿的黑箱法和神经网络法做了相应的介绍。其

4、次，论文详细地阐述了在Pro／E中绘制关节臂坐标测量机的几何模型，利用Pro／E和ANSYSl0．0无缝连接建立测量机的有限元模型，通过加载求解和后处理正确地分析在温度变化情况下的测量机的热态特性，仿真得到测量机的温度分布图和热梯度图及热应力图。结合最佳温度测点理论及温度传感器布局原则，根据测量机的温度场和热应力的分析结果，确定温度传感器的布局形式。再次，论文针对采集多个测温点温度数据的多路温度巡检系统，完成了系统的硬件电路以及软件流程图的设计。利用MATLAB强大的数据处理功能，对一个多路温度巡检仪进行标定实验，设计了数据处理方法对各通道温度测

5、量误差进行了修正，并用于测量机温度场测量中。最后，对论文的研究工作进行了总结，并指出了值得今后继续开展研究的方面。关键词：关节臂坐标测量机；温度；热变形误差；有限元分析；标定^～一FiniteElementAnalysisofThermalCharacteristicsandTemperatureErrorCompensationonArticulatedArmCoordinateMeasuringMachinesABSTRACTWiththerapiddevelopmentofadvancedmanufacturingtechnology，th

6、eapplicationsoftraditionalorthogonalcoordinatemeasuringmachineisbeingrestrictedinmoreandmoreconditions，suchasoutdoormeasurement，taskonproductionline，detectioninsmallspace，large-sizemeasurementandSOon．Thedemandofnon—orthogonalarticulatedarmcoordinatemeasuringmachine(AACMM)grow

7、sfastbecauseofitslightweight，smallsize，easyoperation，portabilityandlowcost，comparedwiththetraditionalcoordinatemeasuringmachine，thewideapplicationofAACMMisrestrictedduetoitslowmeasuringaccuracy．Thestudyofthispaperisaroundtheportableofarticulatedarrncoordinatemeasuringmachines

8、，becausethearticulatedalTncoordinatemeasuringmachinecouldbeusedinman