赵 磊，刘书桂

(天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072)

目前，用于复杂曲面或自由曲面测量的数字化测量装置主要包括三坐标测量机(coordinate measuring machine，CMM)、激光快速扫描仪、断层扫描仪等[1]．关节臂式三坐标测量机是一种新型的非笛卡尔式测量机．与传统的笛卡尔式正交三坐标测量机相比，它具有机械结构简单、体积小，便于携带及测量范围大、环境适应性好等优点，但是测量精度低是该类三坐标测量机的致命弊端．传统的三坐标测量机使用固定或旋转测头来测量曲面，存在着动态性能的限制，不但影响测量精度，而且限制了测量效率[2-4]．在大多数情况下，若保证测量精确度，其扫描速度要限制在 10,mm/s左右．由于传统测头大都根据力学原理进行定位，很大程度上受到力传感器精度和震动误差等因素的影响，而旋转关节的转角误差会逐级放大，导致测量精度较低．Revo测头是 Renishaw公司推出的一款高精密扫描测头．采用 Renscan5,TM技术将测头转动时因结构重量所产生的动态误差降至最小，轴承内装有连接着 0.08弧秒编码器的高标准无刷电机，该编码器能够读出250,mm长测头的探针端部在 0.1,µm 以内的位置读数，其表面扫描速度可高达500,mm/s[5]．本次研究的具有Revo测头5自由度新型关节臂式三坐标测量系统是由天津大学自主设计的，用以弥补该类测量机检测精度低的弊端．

采用 Revo测头实现曲面的测量，其碰撞检测和位置反解是关键．解决碰撞问题要实现对测杆姿态的准……