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二次元影像仪-三坐标测量仪的技术特点

二次元影像仪-三坐标测量仪的技术特点

 

 

 

 

      便携式三坐标测量仪是一种全新结构形式的坐标测量仪器,其中主要表现形式之一就体现在其机械结构形式的全新上。其结构是受工业关节型机器人的启发,仿照人的关节制做而成。它一改以往笛卡尔三坐测量机X、Y、Z三向直线导轨相互垂直的机械结构形式,采用全转动副的机械结构,利用角度传感器对“关节”的转角信息加以测量,再经过齐次坐标变换之后就可获得测头中心相对于仪器参考坐标系的空间方位信息,从而实现三维点位坐标测量的目的。
      便携式三坐标测量仪具有以下几个特点:
       (1)轻巧便携,搬运灵活
       关节型三坐标测量仪是一个开式的连杆机构,完全采用转动副代替移动副,并采用了刚性好、重量轻的碳纤维连杆,其重量只有几公斤;这在结构上不同于需要笨重而庞大的直线型导轨的传统坐标机。这极大地缩小了仪器所占用的空间体积,减轻了仪器的重量,使这样的仪器便于携带,投入现场使用成为可能;
       (2)成本低廉,具有较高的性价比
       由于便携式关节型三坐标测量仪采用的是全转动副形式,只需要选用和设计高精度回转运动的轴系部件。而转动副的尺寸小、结构简单、重量很轻,易于制造,所以极大的降低了成本。例如,样机中P2级精度的商用滚动轴承单个价格只有不足200多元,而其端跳和径跳已经达到12.5um。如果再增加其转动精度,估计价格也会控制在千元以内。整个样机下来其成本也可以控制在7万元左右,即使将来再增加2个自由度,制造成本也会控制在10万元以内,这相对于传统坐标机而言,其成本大大降低。
       (3)测量方便,测最范围大
       从齐次坐标变换的原理上讲,关节个数的多少是不受限制的,是可视具体情况任意设置的。在多个关节组合工作的情况下,仪器就可绕过一些障碍进行测量。这样就给具有复杂曲面零件的测量带来了方便,如被测零件可具有一定孔径的内深孔或表面凹陷等悄况;
      (4)误差放大严重,补偿比较复杂
       在转角换算为线值的过程中,由于仪器结构中的杆件对转角误差、转轴误差有很大的放大作用,使得转动副精影像投影仪影像投影仪度与测量精度要求过高,这成为制约这种形式的坐标侧量机精度提高的关键因素.另外,移动副运动测盆的笛卡儿坐标测量机的测量误差易于分解和补偿,易于标定误差.而具有转动副的关节型三坐标测量仪,鉴于以上的特点,它非常适合于中低精度的在线测量。
       (5)尽管测头的坐标表达复杂,但是控制电路较简单,数据处理简单
       在仪器工作过程中,仪器在X, y, z三个方向上的运动是复合在一起完成的,测头的运动是通过各关节的回转运动来完成的。要获得测头相对于仪器底座的空间方位,只需要知道各回转运动部件之间的空间夹角及各段连接杆的有效长度。各段杆的有效长度可以事先得到,而各回转运动部件之间的空间夹角则可以由角度传感器得到。所需的处理电路只需记录各角度传感器的转角信息,经坐标变换就可同时得到测头相对于仪器底座的三维坐标,这样就使得数据处理简单,后续处电路大为简化;
 

 

 

 

 

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二次元影像仪-三坐标测量仪的技术特点

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