基于Solidworks Simulation的三坐標(biāo)測量儀動(dòng)態(tài)誤差分析
采用三坐標(biāo)測量儀進(jìn)行高速測量時(shí),由于受附加慣性力及自身重力的影響,機(jī)體會(huì)變形,從而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)誤差。對(duì)三坐標(biāo)測量機(jī)的動(dòng)態(tài)誤差進(jìn)行理論分析; 利用Solidworks Simulation 有限元分析方法對(duì)移動(dòng)橋進(jìn)行受力變形分析; 在z 軸靜止?fàn)顟B(tài)下,推導(dǎo)出滑架沿y 軸方向加( 減速) 和勻速的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償模型。仿真結(jié)果表明: 各運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)誤差有效降低,為提高三坐標(biāo)測量機(jī)的測量精度奠定基礎(chǔ)。
長期以來三坐標(biāo)測量儀的測量方式以靜態(tài)測量為主,隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展,對(duì)三坐標(biāo)測量儀提出了更高的速度和精度要求,在很多情況下要求三坐標(biāo)測量機(jī)在高速測量狀態(tài)下仍能實(shí)現(xiàn)高精度。為了提高三坐標(biāo)測量機(jī)的測量精度,人們?cè)絹碓街匾暺鋭?dòng)態(tài)誤差的研究。
由于廣泛采用氣浮導(dǎo)軌連結(jié)各運(yùn)動(dòng)部件,三坐標(biāo)測量儀的動(dòng)態(tài)誤差主要是由各部件繞氣浮導(dǎo)軌連結(jié)處的偏轉(zhuǎn)和各運(yùn)動(dòng)部件本身的彎曲變形造成。氣浮導(dǎo)軌和各運(yùn)動(dòng)部件的剛度是有限的,運(yùn)動(dòng)過程中在附加慣性力的影響下,必然產(chǎn)生各部件繞氣浮導(dǎo)軌連結(jié)處的偏轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)部件本身的彎曲變形。因?yàn)闇y量線與標(biāo)準(zhǔn)線不重合,各部件繞氣浮導(dǎo)軌連結(jié)處的偏轉(zhuǎn)和各運(yùn)動(dòng)部件本身的彎曲變形導(dǎo)致實(shí)際被測值與光柵尺讀數(shù)不一致,由此產(chǎn)生了動(dòng)態(tài)誤差。在一般情況下,慣性力是造成動(dòng)態(tài)誤差的主要原因。
作者主要研究三坐標(biāo)測量儀滑架帶動(dòng)z 軸在移動(dòng)橋上做勻速及變速運(yùn)動(dòng)時(shí),在慣性力作用下對(duì)測頭產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)誤差。
在對(duì)移動(dòng)橋變形引起的測量誤差進(jìn)行分析時(shí),利用Solidworks Simulation 有限元分析軟件模擬加速( 減速) 和勻速等狀態(tài)下移動(dòng)橋y、z 軸方向受力變形情況,并建立了不同運(yùn)動(dòng)情況下的動(dòng)態(tài)誤差分析模型及誤差補(bǔ)償模型,使誤差范圍有效降低。采用此方法有利于通過軟件對(duì)單邊移動(dòng)橋式結(jié)構(gòu)的三坐標(biāo)測量儀進(jìn)行動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償,為提高三坐標(biāo)測量精度奠定基礎(chǔ)。