关节臂式坐标测量机运动学建模

于连栋; 曹家铭; 赵会宁; 贾华坤; 蒲松

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关节臂式坐标测量机运动学建模

更新时间：2021-08-25

- 关节臂式坐标测量机运动学建模
- A New Kinematics Model of Articulated Arm Measuring Machine
- 光学精密工程 2021年页码：1-10
- 作者机构：
  
  1.合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽合肥 230009
  2.测量理论与精密仪器安徽省重点实验室，安徽合肥 230009
- 作者简介：
  
  [ "于连栋（1969-），男，山东郯城人，教授，博士生导师。1993年于合肥工业大学获得学士学位，分别在1999年和2003年于合肥工业大学获得硕士学位和博士学位，现为合肥工业大学教授，主要研究方向为坐标测量技术、现代测试精度理论研究、微纳米测量技术。E-mail：liandongyu@hfut.edu.cn" ]
  [ "赵会宁（1987-），男，河南兰考人，讲师。2011年于中原工学院获得学士学位，分别在2014年和2018年于合肥工业大学获得硕士学位和博士学位，现为合肥工业大学讲师。主要研究方向为坐标测量技术。E-mail：hnzhao@mail.hfut.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51805139;51875165);国家重大科学仪器设备开发专项(2013YQ220893);111计划项目(B12019);测量理论与精密仪器安徽省重点实验室2020年度自主创新专项(PA2020GDSK0071)
- DOI：
  中图分类号： TP242.6
- 收稿日期：2021-03-25，
  
  修回日期：2021-04-30，
- 稿件说明：
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于连栋,曹家铭,赵会宁等.关节臂式坐标测量机运动学建模[J].光学精密工程,

YU Lian-dong,CAO Jia-ming,ZHAO Hui-ning,et al.A New Kinematics Model of Articulated Arm Measuring Machine[J].Optics and Precision Engineering,
于连栋,曹家铭,赵会宁等.关节臂式坐标测量机运动学建模[J].光学精密工程, DOI：10.37188/OPE..0001

YU Lian-dong,CAO Jia-ming,ZHAO Hui-ning,et al.A New Kinematics Model of Articulated Arm Measuring Machine[J].Optics and Precision Engineering, DOI：10.37188/OPE..0001

摘要

关节臂式坐标测量机作为一种串联式结构的便携坐标测量仪器，其角度误差对其测量精度影响呈放大效应，直接制约着其测量精度。针对上述问题，在DH模型的基础上，研究了一种具有旋转轴倾斜误差运动补偿的关节臂式坐标测量机运动学建模方法，开展了旋转轴系误差运动分离方法研究并搭建相应测试系统，建立了基于空间距离的结构参数误差标定模型并进行了实验。实验结果表明，相比于DH模型，采用具有旋转轴倾斜误差运动补偿的运动学模型，关节臂式坐标测量机的测量标准差由0.055 mm降低至0.037 mm。

Abstract

Articulated arm coordinate measuring machine （AACMM） which is one of the non-orthogonal portable coordinate measuring instruments with series structure， its angle error has an amplifying effect on its measurement accuracy， which directly leads to the difficulty of improving its measurement accuracy. In view of the above problems， the kinematic modeling method of AACMM with the tilt error motion compensation of the rotation axis is proposed based on DH model； the method for separating the tilt error motion of the rotation axis is studied and the corresponding test system is built； the calibration model of structural parameter errors is established based on spatial distance and the corresponding experiments are also carried out. The experimental results show that， compared with the DH model，the measurement standard deviation of AACMM whose kinematics model includes the function of compensating the tilt error motion of the rotation axis is reduced from 0.055 mm to 0.037 mm.

关键词

Keywords

references

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