三坐标测量机直线度运动误差建模和测量不确定度评定研究

摘要

三坐标测量机作为一种大型精密测量仪器,已经广泛应用在现代制造业和科学领域中。随着坐标测量机测量速度的不断提高,动态误差对测量机测量结果的影响也变大,测量不确定度理论也成为现代计量领域的研究热点,应用Monte Carlo方法评估测量不确定度已经成为国际上测量不确定度新的研究方向。
　　目前,三坐标测量机的测量不确定度评价方法主要采用静态评价的方法。由于被测量的时变性,随机性和相关性,使得实际测量系统的测量不确定度参数不再是一个确定值,而可能随时间发生变化,因此,静态测量评定方法已不能评定这类问题的测量结果,此时,动态测量不确定度的评定成为测量不确定度评定的研究内容。本论文主要采用GUM和Monte Carlo方法对三坐标测量机的测量不确定度的评定进行了深入分析和研究,论文的主要内容如下:
　　首先,本文对三坐标测量机精度检测方法进行分析,并在以往研究成果的基础上,重新分析和定义了线位移误差和转角误差。以坐标测量机的移动桥架沿X向导轨做直线运动时的状态为研究对象,建模后,分析移动桥架上任意一点在X,Y,Z三个运动轴线上的直线度运动误差与偏转角误差之间的联系,以及气浮导轨对直线度运动误差的影响。
　　其次,采用单轴精度检测中的一组实验数据,使用GUM法进行三坐标测量机的测量不确定度评估分析。同时,以空间精度检测中的实验为例,用Monte Carlo方法对空间精度实验的四组数据进行测量不确定度的计算机仿真评定。

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第一章绪论

1.1三坐标测量机简介及发展现状

1.2三坐标测量机误差源分析

1.3三坐标测量机测量不确定度评定的研究现状

1.4课题来源及主要研究内容

1.5本章小结

第二章三坐标测量机动态测量精度评定研究

2.1三坐标测量机动态误差源分析

2.2三坐标测量机动态测量精度评定

2.3本章小结

第三章移动桥式坐标测量机直线度运动误差分析与建模

3.1移动桥式坐标测量机介绍

3.2坐标测量机几何误差

3.3坐标测量机直线度运动误差分析与建模

3.4本章小结

第四章基于GUM方法的测量不确定度评定

4.1对测量不确定度的理解

4.2测量不确定度的评定

4.3 GUM法测量不确定度评估

4.4本章小结

第五章基于Monte Carlo方法的动态测量不确定度评定研究

5.1 Monte Carlo方法简介

5.2随机数

5.3基于Monte Carlo方法测量不确定度评定

5.4实验分析

5.5本章小结

第六章总结与展望

6.1研究工作总结

6.2研究展望

参考文献

附录

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文