坐标测量机气浮导轨动态刚度补偿方法与误差分析

本文档深入探讨了坐标测量机(CMM)动力学刚度估计与加速度误差补偿的关键技术。坐标测量机在精密测量领域广泛应用，但其运动精度受到加速度误差的影响。为了提高测量的准确性，作者提出了一种创新的方法，即通过建立CMM框架模型，将振动方程转化为包含刚度和阻尼参数的惯性系统频响函数形式。 首先，文章详细介绍了如何利用CMM的物理模型来分析其动力学特性。通过实验测试CMM系统的加速度频率响应，这里特别提到了Bode图的使用，作为一种替代Levy法的参数估算手段。Bode图能够直观展示系统频率响应特性，从而准确估计气浮导轨的刚度和阻尼参数。这些参数对于理解CMM的动态行为至关重要，因为它们直接影响测量的稳定性和精度。 接着，通过对识别出的参数进行模态分析，作者开发了一种基于模态叠加法的加速度误差补偿模型。这种方法允许根据CMM系统的固有频率和模态形状，有效地抵消因加速度变化带来的测量误差。模态分析是结构动力学中的一个重要概念，它有助于将复杂的振动问题简化为多个独立的振动模式。 论文的实验部分展示了该方法的有效性。结果显示，通过该方法进行的加速度误差补偿显著提高了CMM测端处的精度，预测误差与实际测量值之间的相关系数超过0.7，这表明该方法具有很高的可靠性。这一结果对于优化CMM的性能，提升精密测量的精确度具有重要的实际意义。 本研究提供了一种实用且可靠的方法，用于优化坐标测量机的动力学性能，减少加速度误差，从而满足精密工程领域对高精度测量的需求。这对于设计和维护CMM系统，以及提高工业生产过程中的质量控制都具有重要的指导价值。