【正文】 ........................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ....................................................................................................... 2 國外概況 ........................................................................................................ 2 國內(nèi)概況 ........................................................................................................ 2 柔性臂測(cè)量機(jī)未來的發(fā)展趨勢(shì) .............................................................................. 3 普及高速測(cè)量 .................................................................................................. 3 新材料和新技術(shù)的應(yīng)用 .................................................................................. 3 測(cè)量機(jī)測(cè)頭的發(fā)展 .......................................................................................... 3 控制系統(tǒng)的改進(jìn) ............................................................................................. 3 軟件技術(shù)的革新 ............................................................................................. 4 研究內(nèi)容與擬解決主要問題 .................................................................................. 4 課題研究內(nèi)容 ................................................................................................. 4 擬解決主要問題 ............................................................................................. 4 本章小結(jié) ............................................................................................................... 5 2 六自由度柔性臂的設(shè)計(jì)原理 ........................................................................................ 5 柔性坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的基本結(jié)構(gòu) .................................................................................. 5 柔性坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量原理 .................................................................................. 6 柔性坐標(biāo)測(cè)量機(jī)總體方案 ..................................................................................... 8 測(cè)量空間 ........................................................................................................ 8 關(guān)節(jié)和臂長設(shè)計(jì) ............................................................................................. 9 臂身材料的選擇 ............................................................................................ 11 桿長的優(yōu)化設(shè)計(jì) ........................................................................................... 11 空心軸的強(qiáng)度校核與剛度校核 ..................................................................... 13 IV 本章小結(jié) ............................................................................................................. 14 3 六自由度柔性臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................................................................... 14 基座部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ........................................................................................... 14 橫關(guān)節(jié)部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................................................... 15 縱關(guān)節(jié)部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................................................... 16 六自由度柔性臂結(jié)構(gòu)裝備總圖 ............................................................................ 16 本章小結(jié) .............................................................................................................. 18 4 柔性臂坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的誤差分析與精度分析 ................................................................ 18 誤差分析 ............................................................................................................. 18 柔性臂坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 系統(tǒng)主要誤差 .................................................................. 18 柔性臂坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 系統(tǒng)主要誤差源 .............................................................. 18 誤差的補(bǔ)償 ......................................................................................................... 19 關(guān)節(jié)晃動(dòng)導(dǎo)致的誤差 ..................................................................................... 19 桿件參數(shù)導(dǎo)致的誤差 ..................................................................................... 21 結(jié)構(gòu)的精度分析 ................................................................................................... 22 本章小結(jié) ............................................................................................................. 22 5 總結(jié)與展望 ................................................................................................................ 23 總結(jié) .................................................................................................................... 23 展望 .................................................................................................................... 24 ............................................................................................................. 25 附錄： ........................................................................................................................... 27 學(xué)位論文數(shù)據(jù) ................................................................................................................ 35 中國計(jì)量學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 引言 選題的背景與意義 三坐標(biāo) 測(cè)量機(jī)在現(xiàn)代制造工程領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛。 然而， 由于 長標(biāo)尺 和 直線導(dǎo)軌加工比較復(fù)雜 ，制作成本 較 高，測(cè)量機(jī)的價(jià)格會(huì)隨 著量程的增大急劇上升。 另外由于在生產(chǎn)和科研活動(dòng)中，常常需要 用到 結(jié)構(gòu)簡單、 精度高、 價(jià)格低廉、安裝簡單、易于操作、能夠在 測(cè) 量現(xiàn)場(chǎng)方便地進(jìn)行測(cè)量的 大量程的便攜式三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng) 。柔性坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是一種應(yīng)用傳感器技術(shù)的接觸式或非接觸式三維測(cè)量裝置。而關(guān)節(jié)臂式柔性三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可以將臂 進(jìn)行 折疊，放入 箱子里 以便于攜帶，它的測(cè)量范圍可以達(dá)到較大的水平 。 這 是關(guān)節(jié)臂式柔性三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)與傳統(tǒng)正交三坐標(biāo)測(cè) 量機(jī)相比的最大優(yōu)勢(shì) ，它 是由其定位方便和便攜性的特點(diǎn) 共同決定的 。 (五 )由于其柔性的特點(diǎn)和采用人手操作，與正交式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)相比，測(cè)量速度快，且無需考慮路徑優(yōu)化等問題。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外概況 目前 , 美、英、德、日、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國家都在競(jìng)相開發(fā)各種類型規(guī)格的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) ,以滿足不同場(chǎng)合的需要。 萊茨公司以其物美價(jià)廉的優(yōu)勢(shì)在測(cè)量機(jī)市場(chǎng)上占有一席之地 。 柔性坐標(biāo)測(cè)量機(jī)自推出之初便發(fā)展十分迅速，國內(nèi)外也做了許多相關(guān)的研究。 國內(nèi)概況 國內(nèi)生產(chǎn)廠家主要有青島前哨英柯發(fā)測(cè)量設(shè)備有限公司 (QI TECH)和航空工業(yè)總公司 303所 。 青島前哨機(jī)械公司以花崗巖平板 在業(yè)界較為知名， 他們開發(fā)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) ,雖然精度不是很高但它的價(jià)格較低 并 能提供 便捷快速的售后服務(wù) ,他們的產(chǎn)品適于 一些測(cè)量精度要求不高的企業(yè)。 與國外柔性坐標(biāo)測(cè)量機(jī)相比 ,國內(nèi)已推出的樣機(jī)精度偏低 。 但 隨著生產(chǎn)節(jié)奏不斷加快，用戶在 要求 測(cè)量機(jī)保證測(cè)量精度的同時(shí)， 對(duì) CMM 的測(cè)量速度(Measuring Speed)也 提出 了 越來越 高的要求。鋁合金、陶瓷材料以及各種合成材料在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。其值愈大，其性能愈好。 近年來，計(jì)算機(jī)價(jià)格一直在降低，而性能愈來愈好。三坐標(biāo)測(cè)童機(jī)的操作、使用的方便性 。軟件的發(fā)展將使三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)向智能化的方向發(fā)展，它至少將包括能進(jìn)行自動(dòng)編程、測(cè) 量 優(yōu)化、故障自動(dòng)診斷等方面的內(nèi)容 [1214]。同時(shí)，柔性機(jī)械臂的設(shè)計(jì) 也是 柔性 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)設(shè)計(jì)的最主要部分。其中機(jī)械臂的 設(shè)計(jì)是本論文所主要討