附件C：譯文

對(duì)平行機(jī)床的基于視覺的測(cè)量設(shè)備的實(shí)驗(yàn)性評(píng)估

摘要：
在這篇文章中，對(duì)用于平行機(jī)床定位的基于視覺的測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)估是可行的。運(yùn)用高效的反運(yùn)動(dòng)學(xué)方法同時(shí)測(cè)量6個(gè)坐標(biāo)能對(duì)一個(gè)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行定位。系統(tǒng)是由一架相機(jī)和一塊顯示在LCD顯示屏上的定位板組成。為了改進(jìn)方位測(cè)量，定位板的尺寸由相機(jī)的視場(chǎng)和一些能引起人們關(guān)注的特別的點(diǎn)決定。由于只有一架工業(yè)照相機(jī)，該測(cè)量系統(tǒng)既成本低又方便使用。對(duì)這個(gè)在機(jī)床軸上的系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)性評(píng)估是可行的。測(cè)量的傾向和精確性通過比較激光干涉測(cè)量來估計(jì)，同時(shí)必須考慮到焦點(diǎn)長(zhǎng)度和傳感器的影響。

1.說明
帶有平行機(jī)構(gòu)的機(jī)床能滿足高速加工的需求。這類加工結(jié)構(gòu)的使用由達(dá)到1微米精度的生產(chǎn)能力決定。運(yùn)動(dòng)學(xué)定位是必須的，即通過確定那些對(duì)機(jī)構(gòu)幾何維數(shù)進(jìn)行的描述的實(shí)際值來提高機(jī)床的精度。在這些定位方法中，反運(yùn)動(dòng)學(xué)方法似乎是最有效的?；谶@點(diǎn)，通過最小化那些在傳感器估計(jì)中產(chǎn)生的錯(cuò)誤能夠?qū)崿F(xiàn)精度提高，而這一過程需要對(duì)額外位置的測(cè)量，即測(cè)量6自由度來確定刀具在機(jī)床坐標(biāo)中的位置和方向。用于平行機(jī)床定位的測(cè)量系統(tǒng)必須執(zhí)行這樣一個(gè)操作：在500*500*500的空間內(nèi)精度達(dá)到長(zhǎng)度1微米和角度1分。作為完整的必須執(zhí)行的位置測(cè)量，該測(cè)量程序應(yīng)該既快捷又方便使用。
在報(bào)告上有很多改良的測(cè)量系統(tǒng)曾被建議。帶有兩把卷尺的經(jīng)緯儀或是雙經(jīng)緯儀都能夠通過三角變化來測(cè)量一個(gè)點(diǎn)在三維空間中的位置。這種測(cè)量比較準(zhǔn)確，但是自動(dòng)化系統(tǒng)的成本很高。基于干涉理論的激光跟蹤系統(tǒng)，允許在預(yù)先指定的空間中執(zhí)行一個(gè)準(zhǔn)確的三維測(cè)量。然而這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)同樣成本昂貴而且操作復(fù)雜。前面的兩個(gè)測(cè)量系統(tǒng)，每一個(gè)位置估計(jì)都必須通過測(cè)量幾個(gè)點(diǎn)的時(shí)序三維位置來計(jì)算。已經(jīng)有具體的機(jī)械設(shè)備被設(shè)計(jì)用于準(zhǔn)確測(cè)量一個(gè)固體的位置。微米級(jí)別的準(zhǔn)確測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)，雖然這些測(cè)量系統(tǒng)看起來減少了測(cè)量空間。
相反地，基于視覺的測(cè)量系統(tǒng)能夠通過比較校準(zhǔn)塊來測(cè)量相機(jī)的位置，因此他在平行機(jī)構(gòu)定位中的使用特別引人關(guān)注。其測(cè)量空間僅僅受校準(zhǔn)塊觀察的限制。由于使用了工業(yè)照相機(jī)，這個(gè)系統(tǒng)具有較低成本，大約是激光干涉儀的1/10左右。而其主要的難點(diǎn)是達(dá)到高比率的測(cè)量精度或測(cè)量空間。
在這篇文章中，我們建議以基于視覺的測(cè)量系統(tǒng)來執(zhí)行平行機(jī)床的定位。該系統(tǒng)由一架CCD相機(jī)和顯示在LCD顯示屏上的校準(zhǔn)板組成。通過同時(shí)對(duì)帶有基于視覺測(cè)量系統(tǒng)和一維激光干涉儀的高速加工機(jī)床主軸的測(cè)量能夠始對(duì)定位測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)性評(píng)估得以實(shí)現(xiàn)。在文章的第一部分，合理解釋對(duì)全構(gòu)成測(cè)量系統(tǒng)的需求，然后陳述測(cè)量原則和系統(tǒng)初始化，在第三部分，詳細(xì)介紹用于分析實(shí)驗(yàn)測(cè)量偏差的方法，進(jìn)而陳述實(shí)驗(yàn)性結(jié)果，分析測(cè)量系統(tǒng)的精度和可實(shí)現(xiàn)性，再檢查傳感器決議和光學(xué)多系統(tǒng)的影響，最后給出對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)價(jià)規(guī)范和發(fā)展方向。