節(jié)臂三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是一種典型的非正交坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng),仿照人體手臂關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu),由基座、測(cè)量臂、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)通過(guò)串聯(lián)方式連接而成。與傳統(tǒng)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)相比,關(guān)節(jié)臂三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具有體積小、重量輕、便于攜帶、測(cè)量靈活、測(cè)量空間大、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)。然而,關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的串聯(lián)式開(kāi)鏈連桿結(jié)構(gòu)決定了其具有誤差放大、誤差控制與補(bǔ)償困難等缺點(diǎn),測(cè)量精度較難保證,因此,該類(lèi)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用受到較大的限制,目前主要應(yīng)用于對(duì)精度要求相對(duì)較低的產(chǎn)品反求設(shè)計(jì)和維修等領(lǐng)域。如果能夠提高其測(cè)量精度,將會(huì)極大地提高其應(yīng)用范圍。

關(guān)節(jié)臂三坐標(biāo)

關(guān)節(jié)臂三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)采用角度傳感器(通常為圓光柵)測(cè)量關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角,并通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換求得測(cè)頭空間三維坐標(biāo),角度傳感器的測(cè)量誤差直接影響系統(tǒng)的測(cè)量精度。影響角度傳感器測(cè)量精度的因素有傳感器自身精度、關(guān)節(jié)軸承的徑向與軸向竄動(dòng)、角度傳感器分度盤(pán)的軸向安裝傾斜度和徑向安裝偏心等。對(duì)于前兩個(gè)影響因素可以選用高精度的角度傳感器和高精度的軸承來(lái)保證,而傳感器分度盤(pán)的軸向安裝傾斜容易通過(guò)加工裝配工藝保證,且其對(duì)于角度傳感器的測(cè)量誤差影響也較小。因此,影響角度傳感器測(cè)量誤差的主要因素是分度盤(pán)的徑向安裝偏心誤差。

然而,由于關(guān)節(jié)臂三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的實(shí)際使用特點(diǎn),當(dāng)使用環(huán)境變化、偏心誤差漂移、周期性精度調(diào)校時(shí)都需要對(duì)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)偏心情況進(jìn)行重新標(biāo)定,對(duì)角度測(cè)量傳感器的角度測(cè)量 誤差也需要重新修正。為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)校和修正,本文參考工業(yè)機(jī)器人的位姿標(biāo)定方法,提出一種對(duì)關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)角度測(cè)量傳感器的安裝偏心參數(shù)進(jìn)行辨識(shí),并對(duì)其測(cè)量角度進(jìn)行修正的方法。