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研究生:林杰
論文名稱:六維運動與誤差量測系統研發
論文名稱(外文):Development of six-DOFs Motion and Errors Measurement System
指導教授:雷衛台
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:動力機械工程學系
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:工具機誤差量測量測系統平行機構誤差模型
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六維運動量測裝置(six-DOFs Motion Measurement Device)是基於六連桿平行機構的量測裝置,此量測裝置用於誤差量測時,可直接量測刀具相對工件之六維運動或定位相對關係,並可在一次的安裝架設下,於一個參考座標系中量出工具機之各項幾何誤差及運動軌跡,且量測路徑規劃自由度高,可執行直線、循圓等不同大小路徑之量測。
本研究針對六維運動量測裝置之量測結果進行數據處理,得出工具機各線性軸及轉動軸運動軸向,建立工具機理想座標系,以計算出工具機三線性軸間之垂直度誤差。再由各軸之定位值求出各定位點之六項運動誤差,包括軸向定位誤差、兩項直線度誤差及三項轉動角度誤差。
在進行工具機誤差計算時,本論文建立兩種不同意義之工具機誤差模型,第一種是以驅動軸為基礎之工具機誤差模型,第二種是工具機工件座標系或工作空間之定位誤差模型。所提出的量測原理及方法,對Hexapod、Hexa-M、Linapod等不同構型設計之六維運動量測裝置均適用。
另外,本論文中研發之量測系統,配合上述不同構型之六維運動量測裝置,也可用於工具機之即時動態軌跡誤差量測,量測路徑可自由規劃,如圓路徑、轉角路徑或任何程式定義之運動路徑。
摘要
致謝
目錄
圖目錄
1. 前言
2. 文獻回顧
2.1. 史都華平台
2.2. 工具機誤差量測
2.3. 六維運動量測裝置
2.3.1. Hexapod六維運動量測裝置
2.3.2. Hexa-M及Linapod六維運動量測裝置
2.3.3. MMD系統應用
2.4. 研究目的
3. Hexa-M六維運動量測裝置
3.1. MMD系統原理概述
3.2. Hexa-M機構參數量測
3.2.1. 三邊量測法
3.2.2. 上、下板機構參數量測
3.2.3. 雙球連接桿長度量測
3.3. 機構正轉換
4. 三軸工具機幾何誤差模型
4.1. 齊性轉換矩陣
4.2. 三軸工具機幾何模型
4.3. 三軸工具機幾何誤差模型
5. 軸定位誤差模型
5.1. 軸定位誤差模型量測程序
5.1.1. 建立量測參考座標系
5.1.2. X軸量測與其真實軸線之擬合
5.1.3. Y軸量測與其真實軸線之擬合
5.1.4. Z軸量測與其真實軸線之擬合
5.2. 三軸工具機二十一項幾何誤差
5.2.1. 理想座標系及三軸垂直度誤差計算
5.2.2. 線性軸各項誤差之計算
5.3. 軸定位誤差模型之補償方法
5.4. 軸定位誤差模型模擬驗證
5.5. 轉動軸量測與其真實軸線之擬合
6. 工作空間定位誤差模型
6.1. 工作空間定位誤差模型概念
6.2. 工作空間定位誤差模型的量測與建模
6.2.1. 線性軸量測與工作軸線擬合
6.2.2. 工作座標系之重建
6.2.3. 工作空間定位誤差模型之建立
6.3. 工作空間定位誤差模型之誤差補償方法
6.4. 工作空間定位誤差模型模擬驗證
7. 量測系統實現
7.1. 系統軟體架構
7.2. 系統介面與量測功能實現
8. 量測實驗及系統精度驗證
8.1. 量測準確度與重複度驗證
8.1.1. 雷射比對系統架設
8.1.2. MMD與雷射比對結果
8.2. 工具機動態軌跡量測實驗
9. 結論
參考文獻

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