基于虚拟样机的关节式坐标测量机采样仿真布点策略

摘要

本发明公开了一种基于虚拟样机的关节式坐标测量机采样仿真布点策略，其特征是在机械系统动态分析软件中搭建六自由度关节式坐标测量机虚拟样机；在虚拟样机各关节位置处分别添加旋转副，在测头的顶端设置球副，约束测头于采样点，完成单点虚拟样机的搭建；依次选择第一关节到第六关节为驱动关节，按设定的角度步距步进式旋转，带动其他关节转动，使虚拟样机呈现不同的姿态，采集到单点多姿态下六个关节角度，并由此得到圆编码器测量值。借助于已知的六个圆编码器的误差特性和采样点多姿态下圆编码器测量值，可以通过计算获得该点由于测角误差而引起的测量误差，再将分析单点测量误差的方法推广到整个空间，从而使得能够利用足够多的数据样本进行最佳测量区的分析。

主权项

一种基于虚拟样机的关节式坐标测量机的采样点的平面布置策略，所述关节式坐标测量机为六自由度关节式坐标测量机，具有各测量臂、各关节、各圆编码器以及测头(31)，所述各测量臂分别是第一臂(11)、第二臂(12)和第三臂(13)；所述各关节分别是第一关节(21)、第二关节(22)、第三关节(23)、第四关节(24)、第五关节(25)和第六关节(26)；所述各圆编码器分别是第一圆编码器、第二圆编码器、第三圆编码器、第四圆编码器、第五圆编码器和第六圆编码器；关节转动的角度由安装在其上的圆编码器输出获得；其特征是：所述采样点按如下方式进行布置：步骤1、设置虚拟样机的基本姿态是各圆编码器的角度值均为零，以Δθ为角度步距步进式旋转第六关节(26)到各不同的位置上，获得n1个采样点A1；步骤2、设置虚拟样机的基本姿态为各圆编码器的角度值均为零，以Δθ为角度步距步进式旋转第四关节(24)到各不同的位置上，获得n2个采样点A2，每个采样点A2对应一个采样姿态A22；随后，虚拟样机分别以每个采样姿态A22为基本姿态，以Δθ为角度步距步进式旋转第六关节(26)到各不同的位置上，获得n3个采样点A3；步骤3、设置虚拟样机的基本姿态为各圆编码器的角度值均为零，以Δθ为角度步距步进式旋转第二关节(22)到各不同的位置上，获得n4个采样点A4，每个采样点A4对应一个采样姿态A44；随后，虚拟样机分别以每个采样姿态A44为基本姿态，以Δθ为角度步距步进式旋转第四关节(24)到各不同的位置上，获得n5个采样点A5，每个采样点A5对应一个采样姿态A55；再后，虚拟样机分别以每个采样姿态A55为基本姿态，以Δθ为角度步距步进式旋转第六关节(26)到各不同的位置上，获得n6个采样点A6；则，所述采样点布局中的所有采样点即为采样点A1、A2、A3、A4、A5与A6之和；所述第六关节(26)、第四关节(24)和第二关节(22)是在同一平面中的旋转，所述采样点A1、A2、A3、A4、A5和A6是处在同一平面中的采样点；步骤4、对于所有采样点，利用基于虚拟样机的关节式坐标测量机采样仿真方法得到每一个采样点的多种姿态的采样数据。