三坐标动态性能对扫描的影响

2019-10-16
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动态性障碍


      三坐标测量机的动态性能制约着测量机高速扫描的测量精度,妨碍了扫描的高速化。

    扫描测量不同于触发式测量,测量机在整个过程中都要承受惯性负载,其动态性能比其静态性能更加重要。这种惯性负载会导致测量机结构变形,而且这种变形很难预测。

    传统的扫描系统是通过降低移动速度来满足扫描精度要求的,这是对检测效率,也是动态性能障碍的一种折中方法。


2
动态误差


    扫描会产生惯性力,如果不对这个惯性力进行修正,将引起测量误差。

    在测量离散点时,惯性力的影响并不显著,但是在扫描时,加速度和由此产生的惯性负载的影响就显现出来。随着速度的提高,加速度也会增大。事实上,加速度增加得更快、在典型的曲线扫描轨迹上,加速度变化的速率是速度变化速率的平方。

    在低速情况下,惯性力影响是可忽略的。那些没有任何形式动态补偿的传统扫描系统只能在这个低速区域工作。如果速度提高,动态里迅速成为影响系统测量性能的主要因素。而大部分三坐标测量机都是用在生产环境中,测量时间是非常重要的。如果能够更快速的完成测量,其优势是非常明显的。


3
影响动态误差的因素

    动态误差的一个显著特点就是其不可预测性。影响机器动态性能的因素很多,找到一个对所有这些因素实现预先标测的方法是不现实的,但是在大部分受限环境中,可以将这些影响因素进行如下分类:

影响测量机扫描循环过程中加速度轮廓的因素有:

  • 被测对象的属性——大小、形状和方向——决定测量机的运动路径。

  • 扫描速度,确定在整个扫描过程中达到最终扫描速度(注意,大部分扫描的初始速度为0,所以在整个扫描过程中,不可能一直保持这个速度)。

  • 扫描机的伺服/电动机性能——决定加速到最终扫描速度所需要的时间。

  • “宏观”位置——机器结构的刚度、动态性能,在测量机的整个工作范围内发生变化,因此被测对象上测量点的位置是一个影响很大的因素。

  • 测量机工作状态——轴承和驱动系统的状态这有可能成为扫描过程中出现“溢出”的根源。

   尽管无法预测,但这些动态误差是重复的。意味着如果满足一定的条件,对这些误差进行补偿是可行的。

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