三自由度机械手测量臂的应用实例与精度分析

三自由度测量臂的测量对象为沿x、Y、z三个坐标轴的平动,即仅对运动部件进行位置跟踪与测量。测量臂是通过安装在各关节上的传感器来测量各关节的相对运动,从而间接实现对末端执行器的位置测量。

第 3卷第 6 3期 21年 1 01 2月

甘

肃

冶

金

Vo. 3 No 6 13 。 De ., 0 1 c 2 1

GANS U METALL URGY

文章编号：624 6 (0 10 -190 17 - 12 1 )60 1-2 4

三自由度机械手测量臂的应用实例与精度分析 陈金旺 (安阳钢铁股份有限公司第二炼轧厂，河南安阳 45 0 ) 5 0 4

摘

要：自由度测量臂的测量对象为沿 x、 z三个坐标轴的平动，三 Y、即仅对运动部件进行位置跟踪与测量。测量

臂是通过安装在各关节上的传感器来测量各关节的相对运动，而间接实现对末端执行器的位置测量。从

关键词：;测量自由度；;位姿并联机床；传感器；;信号精度 中图分类号：H 2 T 82文献标识码： B

Ap l a i n a d Ac u a y An l ss o r e De r e o -r e o p i to n c r c a y i f Th e g e - f f e d m c M e h n c lM e s r m e tAr c a ia a u e n m C N i— a g HE Jn w n ( nagI nadSel ru o t. A yn 5 04,hn ) A yn o n te G opC .Ld, n ag 5 0 C ia r 4

AbtatT em aue bet fh re ereo f e o esrm n mehns oi l gX, Ztre ot s c:h esrdojc o t t e ge—fr dm m aue et c ai i m v ga n Y, e o- r eh d -e m s n o h c d n t xs h t so l r c n a u e te p st n o h t n p r. h a u e n c a im a u e h i ae a i.T a n y t t e a d me s r h o i o ft e mo i a t T e me s r me tme h s me s rs t e i o a i o n

rl i o o f ah on truhtesno is ln nec it ote oio esrmetfh n euecl eav m t no c ithog esr ntl go hj n.S s i m aue n e d xct el te i e j h ai a o h p tn ot e e c l b aie n i cl . a e r l d i dr t l e z e y

K e o d: a ue n; ereo- e o;oi o -n—otr; aallmahn ols nos sg as p cso y W r s me s rme td ge -f r d m p st n a d p sue p rl c ieto;e sr;in; r iin f e i e l e

1引言 现代工业的迅猛发展，对机床性能要求越来越高。传统机床采用串联机构层叠嵌套，机构臃肿，且 由于串联链误差累积不利于提高精度；传统四坐标加工机床工艺范围较窄，难于实现任意加面加工，而

基于上述思想建立的并联机床位置测量系统可

部分排除机床切削力变形和运动副间隙等误差，从而提高机床的位置测量精度。在三自由度串联机构 中，采用转动副则运动很灵活，采用移动副，都若则往往需要受很大的力才能运动，其是靠近机座的尤运动副更是如此。测量原理见图 1。

五坐标加工机床价格十分昂贵且速度较低。于是， 结构刚度好、承载比大、位置精度高且结构紧凑的并 联机构引起了机床学者的注意，而诞生了并联机从床。 提出一种采用附加测量机构直接实时测量运动

平台位置精度的方法。其基本思想是根据运动平台 的运动特性在固定平台和运动平台之间增设附加{贝 4量机构，当运动平台运动时带动测量机构运动，通过安装在测量机构上的传感器测得广义坐标参量，经运动学建模即可得到运动平台的位置显示解。当测量机构位置正解求解速度满足实时控制要求时，则可利用该反馈信息对该机床进行实时精度补偿和控制。 图 1测量原理

测量仪由一个三自由度串联机构组成，在每个 转动关节处安装一精密码盘以测量相邻两杆间夹角变化。其末端件通过接口元件与机器人运动执行机

构连接。当被测机床运动平台位置改变时，测量仪

0 n 1

第1页