[發明專利]一種關節臂坐標測量機多參數模型的建立及標定方法有效
| 申請號： | 202011439579.3 | 申請日： | 2020-12-10 |
| 公開（公告）號： | CN112344895B | 公開（公告）日： | 2022-04-22 |
| 發明（設計）人： | 夏桂鎖;溫志輝;劉芳;程強強;程東方;伏燕軍 | 申請（專利權）人： | 南昌航空大學 |
| 主分類號： | G01B21/04 | 分類號： | G01B21/04 |
| 代理公司： | 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223 | 代理人： | 王力文 |
| 地址： | 330063 江*** | 國省代碼： | 江西;36 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 關節 坐標 測量 參數 模型 建立 標定 方法 | ||
1.一種關節臂坐標測量機多參數模型的建立及標定方法，其特征在于，包括如下步驟：
S1：進行軸系誤差標定實驗，測定軸系回轉精度誤差值、徑向跳動誤差值和軸向竄動誤差值；
S2：根據誤差分析建立軸系誤差數學模型，進行誤差曲線擬合，得到補償后的軸系誤差曲線函數，將軸系誤差曲線函數f(x)展開為傅里葉級數為：
其中，k為關節序號，a0、a、b、w為常數，由曲線數據計算得出，求得曲線函數后將其代入軸系誤差數學模型中，計算補償后儀器的測頭坐標并評定儀器的測量精度是否提升；其中，擬合結果去中心化；
將測定得出的回轉精度信號去偏心后代入式(1)求出主軸的回轉精度，求取回轉精度Fi(θi)的公式如下所示：
Fi(θi)＝Ai2×cos(θi)+Bi2×sin(θi)
(2)
其中，Ai2為第i關節回轉精度的第一參數，Bi2為第i關節回轉精度的第二參數，θi為第i關節轉角；
增加振幅比例誤差項k，補償實際檢測數據幅值不準確所帶來的誤差，在軸系轉角θ處增加相位誤差項補償回轉精度檢測數據與軸系實際偏轉量相位不匹配所帶來的誤差，誤差補償項則變為：
其中，參數k、A、B、的下標第一項代表關節號，第二項代表誤差種類，下標第二項中，1代表徑向跳動，2代表回轉精度，3代表軸向竄動；
將測定得出的軸系徑向跳動測試信號去偏心后代入式(1)求出軸系的徑向跳動，求取徑向跳動Ei(θi)的公式如下所示：
Ei(θi)＝Ai1×cos(θi)+Bi1×sin(θi)
(4)
其中，Ai1為第i關節徑向跳動的第一參數，Bi1為第i關節徑向跳動的第二參數，θi為第i關節轉角；
增加振幅比例誤差項k，補償徑向跳動檢測數據振幅不準確所帶來的誤差，在軸系轉角θ處增加相位誤差項補償徑向跳動檢測數據與軸系實際跳動量相位不匹配所帶來的誤差，誤差補償項則變為：
其中，參數k、A、B、的下標第一項代表關節號，第二項代表誤差種類，下標第二項中，1代表徑向跳動，2代表回轉精度，3代表軸向竄動；
將測定得出的軸向竄動信號去偏心后代入式(1)求出主軸的軸向竄動，求取軸向竄動Gi(θi)的公式如下所示：
Gi(θi)＝Ai3×cos(θi)+Bi3×sin(θi) (6)
其中，Ai3為第i關節軸向竄動的第一參數，Bi3為第i關節軸向竄動的第二參數，θi為第i關節轉角；
增加振幅比例誤差項k，補償實際檢測數據幅值不準確所帶來的誤差，在軸系轉角θ處增加相位誤差項補償回轉精度檢測數據與軸系實際偏轉量相位不匹配所帶來的誤差，誤差補償項則變為：
其中，參數k、A、B、的下標第一項代表關節號，第二項代表誤差種類，下標第二項中，1代表徑向跳動，2代表回轉精度，3代表軸向竄動；
S3：根據回轉精度誤差值、徑向跳動誤差值和軸向竄動誤差值的擬合結果建立關節臂坐標測量機多參數誤差模型；
S4：進行儀器標定，利用標定算法計算關節臂坐標測量機結構參數；
S5：得到包含軸系誤差的結構參數的最佳估計值，對關節臂坐標測量機的精度進行評價。
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