【技术实现步骤摘要】
一种柔性臂坐标测量机的圆光栅偏心参数标定方法
本专利技术属于精密测量方法领域，具体涉及一种柔性臂坐标测量机的圆光栅偏心参数标定方法。
技术介绍
柔性臂坐标测量机是一种六自由度的非笛卡尔式坐标测量系统，其结构与工业中的机械手类似，每个旋转关节内均安装有圆光栅传感器记录角度数据，在工业现场的大型零件制造与大型装置内的重要部件装配中得到了广泛应用，具有测量范围广、现场适应强、测量灵活、携带方便等优点。测量机的串联式连杆结构使误差具有累积、放大的特点，因此，对圆光栅的误差进行补偿从而提高柔性臂坐标测量机的整体精度是非常必要的。柔性臂坐标测量机的末端位置通过坐标变换模型描述，其末端坐标以旋转角度为基准，其经典模型为D-H模型，因此圆光栅的误差大小对测量系统的性能有着关键的影响。圆光栅角度传感器的误差因素，一类是传感器内光栅盘的制造误差，光束的发射与接收系统误差，这类误差难以处理主要选用更高精度的传感器减小影响；另一类为传感器的光栅盘与读数头在测量机内的安装误差与关节轴承窜动导致的偏心误差和倾斜误差。高贯斌等研究了传感器的偏心误差和倾斜误差，研究表明倾斜误差对传感器精度的影响...
【技术保护点】
1.一种柔性臂坐标测量机的圆光栅偏心参数标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：基于D‑H模型建立柔性臂坐标测量机的数学模型；步骤S2：基于狼群算法WPA和最小二乘法LM设计融合的优化算法，狼群‑最小二乘融合优化算法WPA‑LM；步骤S3：采用步骤S2设计的狼群‑最小二乘融合优化算法WPA‑LM对圆光栅的偏心参数进行标定。
【技术特征摘要】
1.一种柔性臂坐标测量机的圆光栅偏心参数标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：基于D-H模型建立柔性臂坐标测量机的数学模型；步骤S2：基于狼群算法WPA和最小二乘法LM设计融合的优化算法，狼群-最小二乘融合优化算法WPA-LM；步骤S3：采用步骤S2设计的狼群-最小二乘融合优化算法WPA-LM对圆光栅的偏心参数进行标定。2.根据权利要求1所述的一种柔性臂坐标测量机的圆光栅偏心参数标定方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下子步骤：步骤S1.1：基于D-H模型建立柔性臂坐标测量机的测头关于基座标系的数学模型；步骤S1.2：分析柔性臂坐标测量机关节内圆光栅传感器的圆光栅的偏心参数，通过三角函数变换得到基于偏心参数的角度修正公式；步骤S1.3：结合步骤S1.1和S1.2，建立包含偏心参数的测头关于基座标系的数学模型。3.根据权利要求1所述的一种柔性臂坐标测量机的圆光栅偏心参数标定方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下子步骤：步骤S2.1：确定目标函数；步骤S2.2：基于狼群算法WPA和最小二乘法LM设计狼群-最小二乘融合优化算法WPA-LM；步骤S2.3：基于步骤S2.2设计的狼群-最小二乘融合优化算法WPA-LM对偏心参数进行优化。4.根据权利要求3所述的一种柔性臂坐标测量机的圆光栅偏心参数标定方法，其特征在于，所述步骤S2.1确定的目标函数为：f＝e+3σ式中，e表示柔性臂坐标测量机的长度均方差，σ表示柔性臂坐标测量机的长度标准差。5.根据权利要求1或3所述的一种柔性臂坐标测量机的圆光栅偏心参数标定方法，其特征在于，所述狼群算法WPA将狼群分为头狼、探狼和猛狼，算法步骤为：(1)随机产生初始狼位置：随机初始狼群的空间值Xi＝(xi1,xi2,.....,xiQ)，其中xiq为第i匹狼在的第q(1,2,...,Q)维变量空间中的位置，狼群生成方式为xiq＝xminq+rand×(xmaxq-xminq)，其中rand为区间[0,1]上的随机数，xmaxq,xminq为设定的第q个变量的上限和下限；(2)计算每匹狼的目标函数，并确定头狼：根据目标函数公式，计算每匹狼的目标函数值，将所有个体值代入计算猎物资源函数E＝1/f，即所述目标函数的倒数，数值最大者为头狼xlead，如果有多个个体处于同一水平则随机选择一个，其余的被猎杀后随机生成新个体；(3)游走：游走行为是探狼的行为，在狼群中选择除头狼外的最优秀的n匹狼为探狼，根据设定的游走方式，计算探狼当前位置的猎物资源函数，直到大于头狼的函数值或满足最大游走次数kmax为止，所述的游走的公式为p＝1,2,…,h，其中为游走行为步长，游走时探狼可自由的向...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯旭刚，章家岩，朱嘉齐，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34
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