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2025 article

Accurate and Effective Geometric Error Compensation for Ultrahigh-Precision Coordinate Measuring Machine Using Laser Tracking Interferometer

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1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Geometric errors in coordinate measuring machines (CMMs) significantly degrade measurement accuracy. While laser tracking interferometer (LTI)-based compensation methods are widely used due to their high efficiency, the limited precision of existing positioning techniques restricts their application in ultra-high precision CMMs. To address these challenges, this study introduces an accurate and efficient geometric error compensation method that utilizes LTI positioning for ultra-high precision CMMs. The method begins with the development of a geometric error model that employs Homogeneous Transformation Matrices (HTMs) to map end-position deviations to error parameters. A highly accurate and robust positioning algorithm for LTI is then designed, incorporating a two-step process: initial positioning through semidefinite programming (SDP) and fine-tuning using enhanced Particle Swarm Optimization (EPSO). After parameter identification, geometric error compensation is applied based on the established model. The test experiments were conducted on a CMM with the nominal accuracy of 2 ±L[mm]/400 μm. The positioning results show that the proposed method achieves a distance mean absolute error of 0.10871, demonstrating superior precision over conventional methods. Additionally, the method exhibits excellent robustness and stability under noise interference. After compensation, precision validation results showed that the maximum detection error was reduced to 0.26 μm, with length measurement errors within 0.5 ±L[mm]/400 μm. These results highlight substantial improvements in both measurement precision and operational performance. This research presents an effective solution for geometric error compensation in CMMs, offering enhanced performance for industrial measurement applications.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Accurate and Effective Geometric Error Compensation for Ultrahigh-Precision Coordinate Measuring Machine Using Laser Tracking Interferometer
Date Crossref
01/01/2025
Éditeur
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Tianjin University State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Shenzhen Metro (China) pays non établi dans la notice
    Entreprise
  • Hexagon Manufacturing Intelligence (Qingdao) Company Ltd. Hexagon Manufacturing Intelligence (Qingdao) Co. pays non établi dans la notice
    Entreprise
  • Shangyong Li is with Serein Metrology (Shenzhen) Company Ltd. pays non établi dans la notice
    Entreprise

State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments — Tianjin University, Shenzhen Metro (China) et Hexagon Manufacturing Intelligence (Qingdao) Co. — Hexagon Manufacturing Intelligence (Qingdao) Company Ltd., avec 1 autre affiliation.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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