三坐标测量机综述

三坐标测量机综述

何旭栋

（上海大学 机电工程与自动化学院，上海200072）

摘要：从坐标测量机的结构形式、驱动系统、导轨与轴承、平衡机构、光栅和测头写起。在结构形式上，介绍了串联机构坐标测量机和并联机构坐标测量机两大类，并着重介绍了介绍三自由度并联机构坐标测量机的结构、特点及工作原理；在驱动系统上，对每种驱动系统的工作原理、基本结构及其优缺点进行比较，指出驱动系统应用范围，并介绍了一种新的采用组合轴承座式结构减速器的驱动系统；在导轨和轴承上，介绍了坐标测量机气浮导轨的结构特点、工作原理，并用实验分析气浮导轨对动态性能的影响；在平衡机构上，指出了坐标测量机常用的平衡机构以及每种平衡系统的工作原理和特点；在光栅上，对光栅的读数原理，安装方式进行了简单介绍，并提出了一种新型的光栅材料；在测头方面，介绍了测头的原理、分类，并对测头的误差来源进行了分析，还提出了一种原子力准接触技术，这是测头的发展趋势。最后还介绍了提高精度的“创造性”原则——误差补偿技术，分别对测量机热变形误差、弱刚度结构引起的误差和动态误差的补偿技术进行了简单介绍。

关键词：并联机构；组合轴承座式减速器；气浮导轨；原子力准接触

Summary of Coordinate Measuring Machine(CMM)

HE Xu-dong

(School of Mechatronic Engineering andAutomation, Shanghai University, Shanghai 200072, China)

Abstract: I writed begin with the coordinate measuring machine’s structure, drive system, rails and bearings, balanced body, raster and probe. On the structural form, I introduced series and parallel institutional coordinate measuring machine, and highlighted the three degrees of freedom parallel mechanism’s structure, characteristics and working principle; On the drive system, for each types of drive system, I introduced works principle and the basic structure .Then I compared the advantages and disadvantages that drive system applications, and introduced a new bearing structure combinated gear drive system; On the bearing and rail,I introduced coordinate measuring machine working features and air-rail structure, and analysed of air-rail dynamic performance through experiment; On the balanced mechanism,I pointed out used balance and each characteristics; On the grating, I introduced the grating reading principles, installation and proposed a new type of grating material; On the probe, I described the principles of probe classification. And the error source of probe analyzed by atomic force also proposed a quasi-contact technology, which is the development trend of the probe. Finally, I introduced a the \"creative\" principle of improve the accuracy - error compensation. Respectively, thermal deformation error of the measuring machine, the error caused by the weak stiffness of the structure and dynamic error compensation technique for a brief introduction.

Key words: parallel institutions; combination bearing reducer; air-rail; atomic force potential contact

1 引言

三坐标测量机CMM (Coordinate Measuring Machine)是近几十年发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器。它是一种集机械、光学、电子、数控技术和计算机技术为一体的大型精密智能化仪器, 是现代工业检测、质量控制和制造技术中不可缺少的重要测量设备, 其技术水平是现代测量技术和制造技术水平高低的一个重要标志, 因此, 对CMM理论和技术的研究一直是国内外学术界和工业界关注的热点。它的通用性强、测量范围大、精度高、效率高、性能好、能与柔性制造系统相连接等优点，使其具有了广泛的发展前景。 坐标测量机是通过运转探测系统测量工件表面空间坐标的测量系统。三坐标测量机的基本原理是通过测量空间任意的点、线、面以及相互位置，获得被测量几何型面上各测点的几何坐标尺寸，再由这些点的坐标值经过数学运算求出被测零部件的几何尺寸和形状位置误差。坐标测量机由主机系统、控制系统、软件系统、测头系统这四部分组成。

三坐标测量机是主要的新型精密检测仪器。随着科学技术的发展,各种零部件的设计、加工、装配的精度将越来越高,对测量与检测技术提出了更高的要求。三坐标测量机的误差来源主要有三种：由机械加工、机械结构引起的误差；由于测头原因引起的误差；由温度等环境变化引起的误差。由此可知影响三坐标测量机精度的主要因素有结构形式、驱动系统、导轨与轴承、平衡机构、光栅和测头等。

2 结构形式

2.1 结构形式对精度的影响

从空间机构学的角度出发, 可将坐标测量机分为串联机构坐标测量机和并联机坐标测量机两大类。目前,市场上广泛应用的坐标测量机主要是串联机构坐标测量机。

串联机构坐标测量机计算方法简单、直观,且具有较大的测量空间。但由于它的运动机构属于串联运动机构，其几何运动误差和热变形及承载变形等误差具有明显的累加作用, 且其运动刚性低,从而限制了这种CMM测量精度及测量效率的进一步提高。

并联运动机构具有结构刚性大、运动速度高、误差不叠加等特性，使其测量精度及测量效率等性能得到很大程度的改善。 2.2 串联机构坐标测量机简介

串联机构坐标测量机通常是由三个相互正交的移动导轨构成X、Y、Z空间坐标, 由于这种机构中三个导轨的移动过程是相互分立的,因而其测量进程一般是从测头初始位置开始，并分别沿X、Y、Z 三轴移动，最后到达测点位置。

[1]

人们对串联机构坐标测量机的结构及特点已十分熟悉, 对其各方面的研究工作也已达到了很高的技术水平,但串联结构自身所固有的一些缺陷, 使得在中等尺寸测量领域内, 测量精度及测量效率的进一步提高已感到十分困难。这些缺陷主要表现在:①串联结构中的横梁部件很容易受到弯曲力的影响而产生偏斜, 从而产生动态误差; ②由于采用串联的方法, 因而整个运动误差是每一坐标轴运动误差的累加; ③由于结构部件质量较重, 致使坐标测量机的运行速度受到限制, 从而影响了测量效率; ④串联式坐标测量机本身违背阿贝原则, 因而必将产生一些无法回避的误差; ⑤由于受X、Y、Z 相互垂直导轨的约束, 测头的空间位姿不够灵活。

图1 串联机构坐标测量机示意图

2.3 并联机构坐标测量机结构及工作原理

本文所研究的三自由度并联机构CMM的结构见图2。由图2可以看出，该CMM主要由上下2 个等边三角平台和3个中间连杆组成。每个连杆包括3个运动副,其中转动副与上三角平台的顶点相连,球面副则与下三角平台的顶点相连,中间的移动副可在杆长的约束范围内做轴向伸缩运动, CMM的测头则安装在下三角平台的几何中心点位置。根据Kutzbach Grubler公式可计算出该运动机构的空间自由度为3, 分别为沿Z向的1个移动自由度和2个独立的转动自由度。三自由度并联机构CMM的工作原理十分简单,它是通过移动副的调节器来控制移动副的伸缩,使连杆长度发生变化,从而使测头移动至测点位置,然后再由安装在移动副内的长度测量装置测出杆长的变化量,并以此为依据,计算出测点处的空间坐标。

[2]

图2 并联机构CMM结构图

3 驱动系统

3.1 驱动系统对精度的影响

驱动机构是指一种在距离间传递能量并兼实现某些其他作用（如：能量的分配、转速的改变、运动形式的改变等）的机构。三坐标测量机中Z驱动系统是指X、Y、Z 三向的驱动系统。驱动系统是测量机的重要运动机构，因此在三坐标测量机的设计过程中占有极其重要的地位。驱动系统在设计过程中始终要秉承传动平稳、爬行小、刚度高、振动和噪声较小、安装机动灵活。测量机的高加速度运行，使运动部件产生很大惯性力，如果结构刚性不好，会产生较大结构变形，因此对于传动性能的研究始终是一个重要课题。

机械传动装置可分为两大部分，为减速器装置和外部传动装置。外部传动又可分为摩擦传动和啮合传动两类。 3.2 各种传动结构的应用

目前外部传动部分多用楔带或同步带传动，两者分别用于电机功率较小及较大的情况，这两种传动的反向间隙均较小。

摩擦传动可以分为转动钢带传动、固定钢带传动、直接摩擦传动、固定杆传动、斜轮传动。啮合传动的可以分为齿轮齿条、柔性齿条、同步带、滚珠丝杠。

由于工业生产节奏加快，测量机运动的速度、加速度不断提高，摩擦传动已基本不能满足要求，它们可能在高速启动或停车时产生振荡。

目前在主传动中，大部分采用啮合传动。如同步带、滚珠丝杠用于中小型机传动；齿轮齿条用于大型机传动。

[3]

2.3 一种组合轴承座式结构减速器

驱动系统需要完成的主要功能有：快动、精确定位(即锁紧)、仪器的最小分辨率（微动）等几项功能。

当要求驱动系统的可安装面位置较为零散，安装总面积可以较大，但驱动系统向机体外延的体积却不能过大。

这限制了各减速级之间的安装位置不能做到十分紧凑，就要求驱动系统不宜采用简单的整体式减速箱结构——整体式减速箱结构体积较为庞大，加工较为困难。

如采用一般的齿轮齿条传动，其向机体外延的体积会较大，且最后一级齿轮齿条传动是悬臂式传动，其悬臂值为滑架厚度、气垫腔高度及齿轮齿条啮合所需的最小尺寸值之和，该值较大。此时必然会降低传动的平稳性、可靠性，增强噪音，降低齿轮齿条的使用寿命。

如采用简单的齿形带传动形式，它可以满足安装面在空间上的利用问题，解决驱动系统向机体外延伸距离不能过大的问题，但由于齿形带自身弹性较大，在远距离传动时其弹性变形较大，因此不宜作为最后一级输出。

综合上述各种驱动形式的优点及实际安装要求，将齿轮齿条传动与齿形带传动相接合，设计出了这种能基本满足实际需要的组合轴承座式减速器。该设计就是在传统的减速器设计形式上进行了大胆改进，一改原有的减速箱型减速器设计形式，以轴承座为设计理念，设计出了一种组合轴承座式减速器。

该驱动系统最大的特点：结合了齿形带传动与齿轮、齿条传动的各项优点，利用现有的有限安装位置，使结构设计最为精巧、合理，结构刚性最好，安装、加工最为简便、重量最轻，并为该驱动系统的扩展留下了充分的余地。

图3 轴承座式结构减速器

4 导轨和轴承

4.1 导轨简介

导轨是保证机器平稳、高精度运动的关键。导轨的类型：气浮导轨、直线滚珠导轨。导轨的行状：矩形导轨、三角形导轨、燕尾型导轨。直线运动导轨的原理是按照机械运动学原理，一个刚体在空间有六个自由度，即沿x,y,z移动和绕它们的转动。对于直线运动导轨，必须限制运动件的五个自由度，仅保留沿一个方向移动的自由度。 4.2气浮导轨对坐标测量机的影响

目前，移动桥式坐标测量机三轴的运动导轨均采用空气静压气浮导轨，使用交流伺服电动机单边驱动，避免了双边驱动的高精度同步控制和复杂的结构。但是单边驱动存在不足，由于桥架的质心随着滑架Y向移动和主轴Z向伸长而改变，驱动力不通过质心，这样测量机沿X 向移动时将产生不对称惯性力。同时由于气浮导轨的有限刚度，该惯性力会使整个桥架出现振动、变形和倾斜等现象，这些变形会通过横梁、主轴和其他部件传递到测头，引起测量机产生动态测量误差。

图4 三坐标测量机机构图

4.3 气浮导轨工作原理

三轴的运动导轨均采用空气静压气浮导轨，由定压源、节流器及静压支承三部分组成。

[4]

图5 气浮导轨工作原理示意图

气浮导轨工作原理示意图如图5所示，在相互运动的两平面间有一间隙h( 一般为几个微米到几十个微米) ，在被支承件①的下平面上开有一定面积的气腔( 气腔的直径为d1)，气体经过节流器( 节流器直径为d) 进入气腔，使被支承件①在气压的作用下浮在支承件②上，使被支承件①在其上滑动，从而构成气浮支承． 当高压气体以一定的压力PB经节流器流进气腔时，其压力降为PS，然后从气腔经间隙h流出。若气腔和间隙这两部分所具有的面积需要合理设计，则系统即能保持间隙h基本恒定不变而处于力平衡状态。但当外负载F 突然变大时，则间隙h 立即减少。因气体流经间隙的流量与间隙h的3次方成正比，所以流量将显著减少，导致PS自动增大到与外负载F平衡为止。

[4]

4.4 实验验证气浮导轨对测量机的影响

为了验证测量机气浮导轨的刚度问题是移动桥架式测量机动态误差的一大来源，本文采用HP5529A双频激光干涉仪设计如图6所示的实验装置，用夹具将反射镜固定在测量机的立柱上，与立柱同步运动，参考镜放置在大理石工作台上，调整光路使干涉仪激光方向与测量机运行方向严格平行(沿X轴运动)。激光干涉仪工作在编码器触发模式下，由测量机的光栅A-quad-B 信号触发激光读数保证两者同步读数。测量机每隔1 mm 采一个数据点，用激光干涉仪测量移动过程中的测量机移动加速度，由测量机的读数与干涉仪的读数差获得测量机在不同测量位置时的动态测量误差0

图6 实验装置图

由实验结果分析可知测量机加速度的变化是引起气浮导轨振动的主要原因。

5 平衡机构

5.1 采用平衡机构的原因

在三坐标测量机中的设计中，由于Z轴处于铅直方向，因此对于Z轴需要加一与运动部件重量相同的反向平衡力，以避免Z轴自行坠落撞坏测头，同时使部件沿导轨上下移动时轻便

而平稳，停止时可靠而稳定。因此，平衡系统必须满足无论移动部件在何工作位置时，平衡力的大小和方向应始终保持不变。而且，采用的平衡系统必须最大限度地消除部件的微小摩擦力或者粘合力，因为这些力会引起测量机零件的变形，从而产生测量误差。

Z轴平衡系统可分为重力平衡、弹力平衡和空气平衡系统三大类。

[5]

5.2 各平衡机构的介绍 5.2.1 重力平衡系统

重力平衡系统的原理是砝码产生的力矩大小与Z轴重力产生的恒力矩相等，但方向相反，从而达到平衡的效果。

重力平衡系统的原理就是天平原理，优点是结构简单，加工方便，平衡效果可靠，平衡的精度及灵敏度很高；缺点是增加了系统的质量和体积，使运动部件的摩擦力和惯性增大，而且装调也不方便。 5.2.2 弹力平衡系统

弹力平衡系统的原理用简单的话来说，即用弹簧的拉力代替重力来平衡铅直运动部件的重力。在弹簧的选择上又可分为两种：平面蜗卷螺旋弹簧系统（如图7所示）和圆柱螺旋拉簧凸轮系统（如图8所示）。

图7 平面蜗卷螺旋弹簧系统设计简图

由图8可以看出，弹力平衡系统的结构简单、容易控制。但是，由于弹簧的弹力与伸长量成正比，随着Z轴的运动，弹力将会发生变化。特别是弹簧本身伸长范围有限，很难满足大行程三坐标测量机的要求。而图 中的拉簧凸轮系统解决了弹力（平衡力）不恒定的问题，即采用凸轮机构来补偿弹簧力的变化。由图8中可以看出，弹簧5的力并不直接作用在需要平衡的Z轴1上，而是通过凸轮3产生一个转矩。该转矩作用在与凸轮3 同轴的大滑轮上，只要凸轮3与大滑轮2的尺寸选得合适，便可以给Z轴施加一个恒定的平衡力。该种平衡系统的优点是重量轻、体积小；设计的灵活性及选择性比较大；结构简单。缺点是主要件凸轮的加工和检测等工艺较复杂。

图8 拉簧凸轮系统设计简图

5.2.3 空气平衡系统

空气平衡系统克服了重力和弹力平衡系统的缺点，目前已成为应用最广泛的平衡系统。空气平衡系统的工作原理（如图9所示）十分简单。

图9 空气平衡系统工作原理图

从图9中可以看出，只需适当改变气缸2左右气室压力P1和P2之一，就可以利用它们的差值，使Z轴系统的重量得到很好的平衡。当悬挂在Z轴上的测头及其附件重量发生变化时，只要适当改变P1或P2就可以使它恢复平衡，而且可以连续调节。该种形式的平衡系统也有不少缺点，一是轴向尺寸太大；二是有超定位现象。活塞3与Z轴是刚性连接，因活塞与气缸之间只有很小的间隙，当气缸2相对于Z轴有安装偏心或倾斜时，就会造成对Z轴导轨的干涉。这些也是我们在设计中要极力避免的事情。 5.2.4 其他平衡

除以上两大类以外，仍有一些平衡系统。如电气平衡系统———使用可变转矩磁粉离合器，其输出随Z轴的重量而变化。或者采用传动机构实现平衡———例如，丝杠传动具有自锁性能，当用它作Z向驱动时，Z轴的自重不会带动丝杠转动。只要丝杠停止转动，Z轴不会在重力的作用下自行脱落。此时,Z轴的重力通过传动螺母作用在丝杠上。即丝杠对螺母的反作用力平衡了Z轴的重力。需要指出的是，在采用开合螺母时，仍需考虑Z轴的平衡问题。

6 光栅

6.1 光栅简介

光栅（如图10）是三坐标测量机的长度基准。光栅由光栅尺及读数头两部分组成，光栅尺上有着均匀排列的刻线，读数头上有读数光栅以及发光二极管和硅光电池。 光栅的读数原理是读数头与光栅尺分别装在两个相对运动的载体上，利用光栅尺与读数头间的相对运动来得到两个载体间相对的位移。

图10 光栅读数原理图

光栅可以分为闭式光栅和开式光栅。闭式光栅：为了防尘，把光栅及读数头组合并封

闭在铝长盒内；开式光栅：光栅及读数头均暴露在空气中。

光栅还可分为绝对光栅和相对光栅。绝对光栅：读数头在光栅的任一位置，其读数均是固定的；相对光栅（增量式光栅）：读数头在任一位置的读数并不一定，和所设的零点位置或预置点的读数有关，任一位置的读数皆是从所设点（零点或预置数）按增减脉冲的计数来显示位置。

6.2 光栅安装的方案

通常光栅有2种安装方案（如图11）（1）光栅装配在钢的导轨上；（2）光栅胶在机器本体上。

第一种方案光栅一头固定，另外一端自由膨胀，光栅和母体的分离、对长度基准的影响要最小。第二种方案对于温度效应，几乎无法预测。

图11 光栅的安装方案

6.3 一种新型光栅材料

对新型传感材料研究的基础上,采用光纤Bragg光栅(FBG)作为传感材料。与其它光纤传感器相比较,FBG具有线性输出、绝对测量、对环境变化不敏感、可构成传感网、全光纤化和微型化等优点,因而在智能结构中有很好的应用前景。因此,利用FBG对轴向应变灵敏度高的优点,采用FBG作为测头的传感材料具有广阔的发展前景。

光纤布拉格光栅(FBG)如图12中4所示，折射率呈周期性调制的一种光纤无源器件,其作用实质上是在纤芯内形成一个窄带的滤光器,布拉格波长方程λB=2neT外界应变的变化会影响光纤光栅的折射率调制周期T纤芯折射率ne,从而引起光纤光栅的反射峰波长λB的变化。研究表明,FBG对轴向应变具有高分辨力和线性度高的特点,因此可以利用FBG这一特点设计高分辨力三坐标测量机测头。

[6]

图12 光纤布拉格光栅(FBG)测头结构

7 测头

7.1 测头简介

三坐标测量机的测头可视为一种传感器，只是其结构、功能比一般传感器更为复杂。测头精度的高低很大程度决定了测量机的测量重复性及精度 。测头的两大基本功能是：测微——输出与探针偏转角度成正比的信号；触发——探测零件并发出触发信号

测头的分类 ：按结构原理，测头可分为机械式、电子式、光学式等；机械式和电子式多用于接触式测量，光学式多用于非接触式测量；按测量方法，测头可分为接触式和非接触式两类；接触式又可分为触发式和扫描式两种。

接触式触发测头：接触式触发测头实际上是一个六维的电子开关，当测头触测工件的一瞬间，开关断开，发出触测信号，锁存三路光栅计数器的数值，记录下当前的坐标位置。

非接触式触发测头：它的测头体实际上是一个激光发射器，用发出的激光束代替测杆，当测头距离工件达到规定的距离时，发出触测信号，记录下当前的坐标位置。 7.2 测头误差来源及误差分析

对于接触式触发测头误差来源有2个：如图13所示，由于侧杆角位移必须到一定值后触点才能断开，因此测尖接触工件到发出触测信号之间有延迟；延迟的距离与触测力FC和测杆

[7]

长度L成正比。由于测杆刚性的影响，在测尖探测工件时，测杆有弯曲变形。

对于非接触式触发测头最大的误差来源：由于光学光线的干涉和衍射现象。

常规接触式测头是由红宝石材料做成,优点是接触变形和侧向摩擦小,缺点是接触力造成的局部弹性变形及安装测球的测杆产生的弯曲变形很大,以及存在“各向异性”、“开关行程”、“开关行程分散性”、“复位死区”等误差。目前市售的这类测头的重复性精度只

[8]

能达到微米及零点几微米,使测量机整体测量的精度不能再得到提高。

非接触测量的最大特点就是测量力为零,但光学式非接触式测头由于光线的干涉和衍射现象,其测头精度只在微米量级。目前出现的几种非接触式光学测头如瞄准显微镜测头、光学点位测头和电视扫描测头都是现有技术在三坐标测量机上的应用[1 ] ,其结构复杂,应用

[8]

范围非常狭小。

图13 接触式触发测头

7.3 原子力准接触技术

图14 原子力探针检测系统示意图

原子力探针检测系统示意见图14，结构原理如图15。

[9]

原子力测头探针微位移的基本检测方法采用光学杠杆方式。这一系统是利用半导体激光器2发生的准直激光束照射在与微探针相连的经过力学设计的微悬臂4上，并反射给四象限位置检测器(PSD) 5，通过位置检测器垂直方向两个象限的光点位置变化来判断探针的上下移动量。当探针接触被测轮廓并产生原子排斥力而变形时,光点在PSD 上的位置发生变化,PSD 输出的光电流产生变化,系统处理其变化方向信息并反馈给与微悬臂相联的PZT3,制PZT 伸缩重新使PSD 输出恒定的光电流,这时电容传感器1测得的PZT位移量即为原子力探针组成的测头的位移量。

图15 测头结构简图

1 探针 2 铟钢杆 3 激光器 4 调整机构 5 PSD 6 PZT 7 电容传感器

8 误差补偿技术

8.1 坐标测量机误差来源

坐标测量机的误差来源主要有一下几点：由机械加工、机械结构引起的误差；由于测头原因引起的误差；由温度等环境变化引起的误差；由加速引起的动态误差。 8.2 提高精度的方法

要保证三坐标测量机的精度要求，有两条途径：机床的精度要高于测量机工件的精度要求,这就是所谓的“蜕化”原则,也称之为“母性”原则。另一种方法是在零部件精度低,装配精度不高的三坐标测量机上，利用误差补偿技术,提高三坐标测量机的整体精度,使测量精度比原有精度高,这就是“进化”原则,也称之为“创造性”原则。

前一种提高精度方法不仅要花大量的财力,而且其提高精度是十分有限的,有时甚至是无法实现的。这种方法在技术上难度很大,经济上也要付出很大的代价。而误差补偿是一种有效的提高三坐标测量机的精度方法。

[10]

8.3 误差补偿技术

三坐标测量机是一个复杂系统，误差源较多，因此出现较多的误差修正方法，其中比较

典型的有天津大学张国雄提出的基于21项几何误差的准刚体误差修正模型。但是该方法只能修正测量机的几何误差中的系统误差，无法修正几何误差中的随机成分、测量机弱刚度结构引起的误差、动态误差和热变形误差。

热变形误差主要来源于测量系统(光栅等)热误差引起的示值误差,由于结构变形引起的垂直度、直线度误差和测量对象的热变形误差等,其中测量热误差属于简单热变形误差,而结构热变形和测量对象热变形误差属于复杂热变形误差。对于热变形误差修正,只有简单热变形误差有比较合适的模型,而复杂的热变形误差现在主要使用神经网络,用实验方法测得若干点的温度作为输入,将要确定的角位移和线位移进行训练,获得输出与各个输入之间的函数关系进行修正。

对于弱刚度测量机,其误差修正任务之一是在准刚体模型外再建立变形模型。另一任务是进行精确的误差分离,因为在不符合准刚体模型条件下,由于制造上的原因引起的机构误差与变形误差的组合不是固定的,要通过一组测量经数据处理将它们分离出来。

对于一般三坐标测量机,测头与附件误差就占有重要位置。目前研究的主要有以下几个方面:对测端半径的修正,测头的各向异性误差的修正,测头附件误差修正,分度台误差的修正。

三坐标测量机的运行速度不断提高引起了测量机动态误差,核心是建立测量机动态误差的模型,即动态误差与测量机(含测头、接长杆等附件)的结构参数(运动部件尺寸、质量、接长杆长度等)和运行参数(运动速度、加速度等)的关系。目前对测量机动态误差建模、修正技术的研究仅集中在气浮导轨的刚度不足而引起的动态误差初步研究、测头和光栅系统单项动态误差、利用神经网络和事先测得的动态误差数据建立机体动态误差模型等方面。

9 总结

并联机构坐标测量机相对串联机构坐标测量机具有更高的精度。 机械传动装置可分为两大部分，为减速器装置和外部传动装置。当系统安装位置不能做到十分紧凑，可采用组合轴承座式减速器。

坐标测量机多采用气浮导轨，但是气浮导轨的刚度问题是移动桥架式测量机动态误差的一大来源。

Z轴平衡系统可分为重力平衡、弹力平衡和空气平衡系统三大类。其中空气平衡系统是最佳平衡选择方案。

光栅和测头是坐标测量机的测量系统，是坐标测量机精度的重要决定因素。 坐标测量机误差补偿的方案有很多，但主要补偿的是由测量机弱刚度结构、动态误差和热变形等引起的误差。 参考文献

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