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研究生: 蔡光憲
Gwan-Xiang Tsai
論文名稱: 五軸雷射掃瞄機之研究與開發
Development of High Precision Five-Axis Laser Scanning System
指導教授: 雷衛台
Wei-Tai Lei
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 88
中文關鍵詞: 五軸雷射掃瞄系統全周面掃瞄誤差模型誤差補償
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  • 本論文針對待測微小工件進行全周面量測,建立一五軸雷射掃瞄機系統,包括軟體與硬體,結合量測與安裝校正方法發展了一套誤差模型來描述此五軸雷射掃瞄機在進行量測時的情形,以便找出機器之誤差源予以補償並做為日後改進的準則,並可利用此模型來將機械量測位置還原至正確的工件座標位置,以提升量測精度。


    摘要 I 誌謝詞 II 目錄 III 圖目錄 V 表目錄 VII 1. 簡介 1 1.1. 前言 1 1.2. 研究動機 1 2. 文獻回顧 4 2.1. 量測設備 4 2.1.1. 非接觸式量測 4 2.2. 資料處理 6 2.2.1. 點資料前處理 6 2.2.2. 點資料綴合 9 2.2.3. 點資料三角網格化 12 2.2.4. 傾斜量測補償 12 2.2.5. 量測系統整合 13 2.3. 研究目的 14 3. 點雷射量測設備 15 3.1. 簡介 15 3.2. 垂直量測值精度分析 15 3.3. 自動對焦 21 3.4. 傾斜量測誤差分析及補償 25 4. 五軸掃瞄機設計 28 4.1. 設計概念 28 4.2. 細部設計 32 5. 機械量測模型 36 5.1. 座標系定義 36 5.2. 無誤差模型 38 5.3. 誤差模型 39 5.4. 校正方法與座標系定義修正 43 5.4.1. 雷射射出指向校正 43 5.4.2. 雷射量測校正時之機械補償 46 5.4.3. 轉動軸方向校正 46 5.4.4. 利用HTM修正誤差模型 50 5.4.5. 利用四元數與HTM建立誤差模型 50 6. 量測誤差模擬與分析 54 6.1. 標準球量測之量測模型 54 6.2. 純機械誤差量測模擬 60 6.2.1. 單面量測模擬 62 6.3. 雷射誤差與機械量測誤差模擬 64 6.3.1. 單面量測模擬 64 6.3.2. 可忽略之誤差項 68 6.4. 校正方法精準度模擬 69 6.4.1. 雷射量測探頭校正 69 6.4.2. BC軸校正模擬 70 7. 實機與實機測試 73 7.1. 五軸掃瞄機控制系統 73 7.2. 誤差量測與校正 76 7.2.1. 五軸掃瞄機安裝與線性誤差量測 76 7.2.2. 雷射量測探頭誤差量測 77 7.2.3. 雷射量測探頭傾斜誤差 79 7.2.4. 量測點補償 82 7.2.5. BC軸向鑑定 82 7.3. 標準球全周面量測 84 8. 結論 86 9. 參考文獻 87

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