[发明专利]基于闭环动态测量的大型高速回转装备对准误差测量方法

说明书

本发明提出了基于闭环动态测量的大型高速回转装备对准误差测量方法，所述测量方法包括以下步骤：将每一个部件认为是一个理想刚体，三个位移自由度δ_x，δ_y，δ_z和三个角度自由度θ_x，θ_y，θ_z，计算出各个部件的几何偏差；将各个部件的几何偏差带入到误差累计求和公式中，借助多刚体系统理论和坐标的矩阵变换计算出多个相互连接的组件的误差累积量，得到总的误差E_total；结合计算得到的总的误差E_total对传感器的安装姿态误差进行补偿。本发明的基于闭环动态测量的大型高速回转装备对准误差测量方法，可以计算得到终端的对准误差值，进而通过软件算法将该误差补偿掉，以提高航空发动机单级转子的测量精度。

技术领域

本发明涉及基于闭环动态测量的大型高速回转装备对准误差测量方法，属于测量技术领域。

背景技术

在三维空间测量大尺寸物体时，引入了各种辅助设备以完成全面型测量，例如：升降机构、旋转机构、平移机构等。但是引入的辅助测量设备也会引入测量误差，相比于不同的辅助设备所引入的误差类型以及具体误差值是不同的，这就给最终的测量精度带来了困难，难以建立精确的误差分离模型以消除这些误差所带来的影响。因此从封闭环连接拓扑结构出发，建立各组件的误差传递机理模型，进而实现对误差传递的控制很有必要。

目前主要的误差抑制方法有以下几种：(1)采用精度更高的零部件产品，但各零部件产品精度的提高在一定程度会提高整个装配体的精度，因此会在一定程度上提高装配体的性能指标等，但是这种方法作用有限，无法一味依靠其来提高装配体精度，特别是当机械加工精度达到现有物理极限时候，提高精度所带来的费用是非常高额的；(2)通过外部更高一级的测量设备精确测量出单个组件误差的量值，这种情况存在一个问题，就是容易忽略重要误差和部分关键误差测量困难的问题，此外，不能够考虑各误差之间的耦合关系以及累积效应。因此该方法有一定缺陷。

发明内容

本发明提出基于闭环动态测量的大型高速回转装备对准误差测量方法，所提出的方法可以针对具体的测量设备建立起各误差的传递模型，通过在终端软件算法补偿该误差值，实现最终误差的抑制。这种方法的针对性更强，能够快速准确地抑制测量过程中由于各运动组件对最终测量的影响。同时避免了盲目一味地提高各组件的制造加工精度所带来的高额费用，具有一定的经济意义。实现快速准确的测量误差抑制。

基于闭环动态测量的大型高速回转装备对准误差测量方法，所述测量方法包括以下步骤：

步骤一、将每一个部件认为是一个理想刚体，则它在三维空间拥有六个自由度，三个位移自由度δ_x，δ_y，δ_z和三个角度自由度θ_x，θ_y，θ_z，计算出各个部件的几何偏差；

步骤二、将各个部件的几何偏差带入到误差累计求和公式中，通过借助多刚体系统理论和坐标的矩阵变换计算出多个相互连接的组件的误差累积量，得到总的误差E_total；

步骤三、结合计算得到的总的误差E_total对传感器的安装姿态误差进行补偿，即通过软件编程算法调整传感器与被测工件之间的相对位姿。

进一步的，在步骤二中，所述矩阵为空间位姿坐标变换矩阵表达为：