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研究生:李建勳
研究生(外文):Jian-Xun Lee
論文名稱:TRIPOD工具機幾何誤差分析與校正
論文名稱(外文):Calibration and Geometric Error Analysis of A Tripod Machine Tool
指導教授:陳政雄陳政雄引用關係
指導教授(外文):Jenq-Shyong Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:機械系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:104
中文關鍵詞:串-並聯工具機體積誤差誤差校正
外文關鍵詞:TRIPODmachine toolvolumetric errorcalibration
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本文主要在於建立TRIPOD工具機的體積誤差模型,利用前述體積誤差模型進行誤差源靈敏度分析,以瞭解TRIPOD串-並聯工具機的幾何誤差源對於體積定位誤差之影響,之後提出校正幾何誤差源的方法,經由校正,可以估測出機構參數,之後更新控制器的參數,期能達到改善TRIPOD工具機精度。
本研究經由機構運動分析和電腦模擬來探討TRIPOD串-並聯工具機幾何誤差源和靈敏度分析(Sensitivity analysis)與校正該機構的方法。在體積誤差分析中:TRIPOD串聯機構部分擬以齊次誤差座標轉換矩陣推導串聯機構體積誤差模型;TRIPOD並聯驅動機構部分:利用全微分(total difference)觀念,在假設機器誤差很小的情況下,推導出一階的誤差模型。
另外,在校正串聯限制機構提出以雷射干涉儀、電子式水平儀和三維雷射球桿校正出限制機構的幾何誤差源。而並聯驅動機構提出最小平方誤差法之校正並聯機構參數模型,在假設量測到體積誤差的資料下,可順利校正出聯驅動機構之參數誤差。
目 錄
摘要…………………………………………………………………..…Ⅰ
誌謝……………………………………………………………………..Ⅱ
目錄……………………………………………………………………..Ⅲ
圖索引…………………………………………………………………..Ⅵ
表索引………………………………………………………………..ⅩⅠ
第一章緒論…………………………………………………………...1
1.1序言…………………………………………………………..1
1.2研究動機與目的……………………………………………..2
1.3文獻回顧……………………………………………………..3
1.3.1並聯機構誤差模型…………………………………….3
1.3.2並聯機構及串聯機構校正方式……………………….5
1.4論文的主要工作……………………………………………..8
第二章 TRIPOD工具機運動模型…………………………………….10
2.1 TRIPOD工具機作動原理…………………………………10
2.2基座和移動平台座標系統………………………………....12
2.3 TRIPOD工具機自由度分析……………………………....13
2.4逆向運動分析………………………………………………14
2.5前向運動分析………………………………………………16
2.6運動方程式電腦模擬驗證…………………………………17
第三章 TRIPOD工具機體積誤差模型……………………………….20
3.1 TRIPOD工具機誤差源……………………………………22
3.2 TRIPOD工具機限制機構誤差模型……………………...24
3.2.1TRIPOD限制機構參數靈敏度分析…………………30
3.3萬向接頭及3R(Rotation)接頭誤差模式之建立……….….32
3.3.1萬向接頭及3R(Rotation)接頭誤差增益…………….38
3.4 TRIPOD並聯驅動機構誤差模型……………………….…41
3.5並聯機構參數誤差增益……………………………………48
3.5.1模擬機構參數…………………………………..……48
3.5.2並聯機構參數靈敏度分析…………………………..49
3.5.3 TRIPOD並聯機構空間中定位誤差……….………..57
3.4.4移動平台直線運動誤差……………………………..58
3.4.5定位誤差區域分析…………………………………..59
第四章 TRIPOD工具機體積誤差校正……………………………….62
4.1三維雷射球桿量測系統……………………………………64
4.1.1三維雷射球桿空間運動位置……………………….65
4.1.2三維雷射球桿儀架設及檢測資訊………………….67
4.2 TRIPOD工具機限制機構幾何誤差校正…………………73
4.2.1 TRIPOD工具機幾何誤差檢測儀器………………..73
4.2.2限制機構三軸定位誤差校正……………………….75
4.2.3限制機構之正交度及直線度誤差校正…………….76
4.2.4限制機構之俯仰、側擺角度誤差校正…………….78
4.2.5限制機構之滾轉角度誤差校正…………………….79
4.2.6限制機構空間定位點與光學尺之關連性………….81
4.3 TRIPOD工具機並聯機構誤差誤差參數校正…………...82
4.3.1機構參數校正模型推導………………………….…82
4.3.2量測路徑之規劃…………………………………….84
4.3.3機構參數校正模型之電腦模擬…………………….85
4.3.3.1校正模型增益值……………………………..87
第五章 結論及未來研究方向建議……………………………………91
5.1 結論………………………………………………………91
5.2 未來研究方向建議………………………………………93
參考文獻………………………………………………………………..95
附錄A…………………………………………………………………...97
附錄B………………………………………………………………….102
參考文獻
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