基于Solidworks Simulation的三坐标测量仪动态误差分析

　　采用三坐标测量仪进行高速测量时，由于受附加惯性力及自身重力的影响，机体会变形，从而导致动态误差。对三坐标测量机的动态误差进行理论分析; 利用Solidworks Simulation 有限元分析方法对移动桥进行受力变形分析; 在z 轴静止状态下，推导出滑架沿y 轴方向加( 减速) 和匀速的运动状态下动态误差补偿模型。仿真结果表明: 各运动状态下的动态误差有效降低，为提高三坐标测量机的测量精度奠定基础。

　　长期以来三坐标测量仪的测量方式以静态测量为主，随着现代制造技术的发展，对三坐标测量仪提出了更高的速度和精度要求，在很多情况下要求三坐标测量机在高速测量状态下仍能实现高精度。为了提高三坐标测量机的测量精度，人们越来越重视其动态误差的研究。

　　由于广泛采用气浮导轨连结各运动部件，三坐标测量仪的动态误差主要是由各部件绕气浮导轨连结处的偏转和各运动部件本身的弯曲变形造成。气浮导轨和各运动部件的刚度是有限的，运动过程中在附加惯性力的影响下，必然产生各部件绕气浮导轨连结处的偏转和运动部件本身的弯曲变形。因为测量线与标准线不重合，各部件绕气浮导轨连结处的偏转和各运动部件本身的弯曲变形导致实际被测值与光栅尺读数不一致，由此产生了动态误差。在一般情况下，惯性力是造成动态误差的主要原因。

　　作者主要研究三坐标测量仪滑架带动z 轴在移动桥上做匀速及变速运动时，在惯性力作用下对测头产生的动态误差。

　　在对移动桥变形引起的测量误差进行分析时，利用Solidworks Simulation 有限元分析软件模拟加速( 减速) 和匀速等状态下移动桥y、z 轴方向受力变形情况，并建立了不同运动情况下的动态误差分析模型及误差补偿模型，使误差范围有效降低。采用此方法有利于通过软件对单边移动桥式结构的三坐标测量仪进行动态误差补偿，为提高三坐标测量精度奠定基础。