[轉(zhuǎn)載]以激光向量技術(shù)進(jìn)行三維空間定位誤差測量與補(bǔ)償 [復(fù)制鏈接]

作者：鐘振周 葉賜旭 王正平

摘要 ]EK(k7nH  
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因應(yīng)今日全球制造市場的競爭，需要借助于更高準(zhǔn)確度及更好品質(zhì)的機(jī)床，因此只是校驗(yàn)及補(bǔ)償三項(xiàng)位移誤差（節(jié)距誤差）是不足夠的，如果能測得空間定位準(zhǔn)確度，則所有三項(xiàng)位移誤差、六項(xiàng)直線度誤差及三項(xiàng)垂直度誤差能被測量及補(bǔ)償。 ]U#of O  
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近年來，光動(dòng)公司已經(jīng)發(fā)展出針對包含三項(xiàng)位移誤差、六項(xiàng)直線度誤差及三項(xiàng)垂直度誤差空間誤差的激光向量測量技術(shù)，整個(gè)測量僅需幾小時(shí)，取代了傳統(tǒng)測量需耗費(fèi)幾天的時(shí)間。使用激光向量測量技術(shù)，已經(jīng)于亞崴配載Fanuc 18M控制器型號(hào)為FV-1000的立式加工中心上測得其空間定位誤差。在沒有任何補(bǔ)償條件下，空間誤差為110mm，在節(jié)距誤差補(bǔ)償條件下，空間誤差為95mm，而在空間補(bǔ)償條件下，空間誤差則為12.5mm，整個(gè)改善了900%，關(guān)于此項(xiàng)技術(shù)的操作原理、硬件架構(gòu)、資料采集與處理及一些測試結(jié)果將在本篇文章中做討論。 @:im/SE  
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I. 簡介 #|T"6jJaQ  
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CNC機(jī)床可由包含直線位移誤差、直線度誤差、角度誤差及彈性誤差的空間定位準(zhǔn)確度來測得CNC機(jī)床的性能或準(zhǔn)確度。然而這些誤差的測量相當(dāng)復(fù)雜且耗時(shí)，針對這些原因，一些國際標(biāo)準(zhǔn)如ISO 230-6及ASME B5.54[1]建議以體對角線位移測量來作空間性能的快速檢驗(yàn)，這是因?yàn)轶w對角線對于所有的誤差組成相當(dāng)靈敏，因此當(dāng)誤差超過規(guī)范，就沒有足夠的資料能夠來鑒別誤差源及作補(bǔ)償。 1
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近年來，由光動(dòng)公司所發(fā)展出新的激光向量技術(shù)[2,3]，可利用激光位移量尺（LDDM）針對這些包含三項(xiàng)位移誤差、六項(xiàng)直線度與三項(xiàng)垂直度誤差的空間誤差來做測量。使用這項(xiàng)激光向量測量技術(shù)，已在亞崴型號(hào)為FV-1000的立式切削中心測量得到相關(guān)數(shù)據(jù)。 9qDM0'W
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II. 體對角線位移測量 E q4tcZ  
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體對角線位移測量方式被建議用來作機(jī)器定位及幾何準(zhǔn)確度的快速檢驗(yàn)。簡單來說，類似于激光直線位移測量，取代了激光光束在軸向的指向，而是作體對角線方向的指向，固定反射鏡在主軸上，并沿著體對角線方向移動(dòng)主軸，從零點(diǎn)位置開始，并使三軸沿著對角線方向以增量同動(dòng)到新的位置，則位移誤差可被測得。沿著對角線任一位置的準(zhǔn)確度是依據(jù)三軸的定位準(zhǔn)確度來決定，這準(zhǔn)確度包含直線度誤差、角度誤差及垂直度誤差。因此體對角線位移測量是一種機(jī)器驗(yàn)證的良好方法，但并沒有足夠的信息可以來鑒別誤差源。 )@9Eq|jMC  
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III. 向量或分段對角線測量 Ep(xlHTv