关于建立自由曲面测量－建模闭环系统的研究

为了解决未知自由曲面测量和建模过程无反馈的问题,提出一种自由曲面逆向工程的新方法,使得数据获取和曲面重构形成闭环系统,缩短了整个逆向工程的时间,提高了重构模型的质量。核心是使用CMM自适应测量方法和非均匀B样条曲面重构方法,将自由曲面测量和建模集成在一个闭环系统中,实现CMM实时在线测量和重构曲面实时更新。     

基于视觉技术的三维曲面非接触无损检测方法

不规则自由曲面在机械工程中有着广泛的应用,对其进行三维无损检测是近年来国内外研究的热点问题之一,传统的接触式测量方法由于采用接触式测头,所以极易损坏待测表面,且难以测量弹性实体,测量效量差。提出了一种基于主动双目视觉传感技术的三维曲面非接触无损检测方法,通过向待测曲面投影特定结构光并接收反馈信息实现曲面三维坐标的快速高效检测。这种方法无须接触式测头,仪器小巧,测量仪器与被测件间无测量力,因而易于实现现场无损检测。分析了基于该方法的数学模型,并给出了计算机仿真实验结果。仿真实验证明,该方法能够实现三维曲面的高精度现场检测。     

视觉引导下的自由曲面CMM测量

雕塑形体是航空、汽车工业中常见对象,在其设计、制造过程中常涉及CMM测量.当缺乏测量对象CAD模型时,CMM测量多由人工操作,效率低下.介绍了一种基于计算机视觉的自由曲面自动测量方法,先用在待测对象表面标记出曲面特征线,通过视觉技术重构特征线;然后经曲面拟合,得到测量区域初始的数学模型,由此,生成CMM的采样点以及测头半径补偿数据.对一个轿车模型曲面进行了CMM测量,初步验证了本方法的有效性.     

基于激光测量的自由曲面零件逆向工程的实现

介绍了非接触式激光测量系统的软硬件组成，分析了未知自由曲面零件的测量规划和测量数据处理方法，并通过一个鼠标模型的测量和重建，验证了该系统的可行性，为自由曲面零件逆向工程的实现奠定了基础。     

超塑性自由胀形的双目立体视觉测量研究

超塑性自由胀形实验中准确测量胀形件轮廓曲面以及曲面上各点的变形是建立超塑性自由胀形解析理论的重要基础.本工作依据自由胀形件轮廓为轴对称旋转曲面这一重要特征,将曲面测量问题转化为曲面上特征点的测量,采用双目立体视觉系统测量特征点的三维坐标,并进行曲线拟合以确定其轮廓曲面,计算几何参数,通过分析轮廓曲面上特征点位置变化以及两相邻特征点之间间距的变化来测量应变.介绍了双目立体视觉系统的组成和测量方法,以及系统模型、标定方法、消除高温影响和图像处理等关键环节,给出了胀形件几何参数和变形测量的方法,进行了测量实验.     

自由旋转曲面工件的壁厚自动测量方法

为了解决不同型号薄壁类旋转曲面工件在壁厚自动化测量过程中,测量点位置姿态难以确定及测量效率的问题,提出了一种基于多自由度机械臂的旋转曲面工件壁厚自动测量方法。首先,利用激光位移传感器对工件进行扫描,完成工件特征曲线的重构;然后,对得到的特征曲线进行自适应布点,计算出所需厚度测量点的位置。机器人带动末端测厚探头最终实现了自由旋转曲面工件的自动化壁厚测量。     

空间自由曲面数控测量系统中测量路径的优化

要实现空间自由曲面数控自动测量，则必须在测量前自动生成合理的测量路径。特别是对于带有测量障碍区域的未知曲面，其测量路径的规划不仅直接影响到测量的准确性和效率，而且影响到系统的可靠性和安全。木文采用“曲面→曲线→点集”的曲面分解测量策略，对曲面网格结点分类处理，然后在矩阵域中通过分别构造‘Ｐ’形点阵块，对测量路径进行优化。实践表明这种测量路径优化方法是保证ＣＮＣ坐标测量系统安全、准确、高效使用的关键技术。     

汽车头灯模具自由曲面数字化检测关键技术

含功能性自由曲面产品的高质量制造需要精确的测量和检测。用传统的手工方法检测缺乏基准特征的自由曲面 ,精度差且自动化程度低 ;而基于 3D测量学的坐标测量系统提供了准确而科学的自由曲面检测手段。本文阐述了自由曲面数字化检测的关键技术 ,即曲面的数字化、自由曲面的配准和比较分析与误差评定。讨论了数字化检测在设计、制造和产品质量保证等成形系统各个阶段中的应用 ,并以汽车头灯反射器为例表明了精确数字化检测的实用价值。     

坐标镗床加工零件的计算机视觉测量

作为一种先进的测量和监控手段,计算机视觉在各个工业领域得到越来越广泛的应用。由于采用的是一种非接触的测量方法,测量过程可以自动进行,且可作遥控操作,采用计算机视觉的测量方式对坐标镗床所加工的零件进行现场测量,可迅速提供正确的信息对机床做出即时的调整以保证较高的精度水平。     

一种基于弱磁探测的转速测量方法

本文介绍了一种以弱磁非接触探测为基础，以单片机为控制核心的高精度转速测量方法；论述了测量系统工作原理各硬件部分功能，给出了相应软件框图。该测转速方法具有测量准确度高、安装调试方便等优点，因而且有良好的应用前景。     

On-line free form surface measurement via a fuzzy-logic controlled scanning probe

This paper presents a system and methodology for on-line free form surface measurement via a scanning contact probe installed on a CNC (computer numerical control) machine. The scanning probe provides more sampling points than any traditional touch trigger type of probes used on CNC machines, and better measuring accuracy than laser displacement sensing or structured lighting. The presented measuring system's main advantage is that the number of measured points can vary with the change of surface curvature. To improve the measuring stability and continuity, fuzzy logic control, in lieu of traditional PID control, is employed. As a result, the system is capable of continuously detecting the boundaries of a measured object and measuring a relatively large complex surface. Based on the experimental results, the measuring accuracy is estimated between 20 and 30 μm (micrometers). In addition to surface measurement, the reconstructed surface data can be fed to a CAD/CAM system for component making or reproduction, which makes the reverse engineering of models comprised of free form surfaces readily accessible.     

激光干涉技术在粗糙度测量中的应用

在机械加工中,金属物体的表面粗糙程度往往会影响加工零件的许多性能,所以针对粗糙度的检测是非常重要的。粗糙度的测量方法很多,但许多是接触式测量,不够方便快捷,并有可能对工件表面造成一定的损伤。针对非接触式的粗糙度测量方法,利用激光干涉技术对金属表面进行粗糙度测量,搭建一整套检测系统,并利用改进的滤波技术提高粗糙度的检测精度。     

光学非球面超精密切削的在位测量及补偿加工

开发一种采用接触式测头与电容式位移传感器相结合的在位测量装置及非球面测量与补偿加工软件,进行C3604黄铜球面及非球面的单点金刚石超精密切削加工,并开展在位测量及补偿加工试验。补偿加工后,经在位测量系统测量,球面面形精度PV达到231.4?nm,非球面面形精度PV达到206.3?nm;与离线测量结果比对,结果分别相差3.0?nm和7.0?nm,验证了在位测量系统测量的精确性和补偿加工的有效性。      

Control of contact stiffness in machine parts

Rigidity is one of the main factors decisive for the quality of machine tools, measuring instruments and many other devices. One of the principal deformation components of a machine element is contact deformation due to surface roughness. The contact rigidity can be controlled by selecting appropriate working methods and parameters, influencing directly the surface roughness characteristics. It is for this reason that many theoretical and experimental works have been devoted to the problem mentioned. As a result of the first load being applied the surface roughness undergoes elastic-plastic deformation, which has not yet been described by any consistent theory. During unloading and subsequent loading processes the deformed asperities remain elastic (if there are no tangential displacements). However, as a result of no data being available as regards the stereometric features (3-D) of roughness and their changes due to plastic deformation, the theoretical results are charged with considerable errors. In engineering problems the value of a contact deformation may be computed making use of statistical relations based on roughness models of various degrees of complication. These relations are established on the basis of the results of some tests of the surfaces of elements machined by the same methods and made of the same materials as the elements to be analysed. These methods enable us to evaluate contact deformations with an accuracy which is much better than that of the theoretical methods. Another method for ensuring the required rigidity of manufactured objects is by direct measurement of contact deformation in the course of the manufacturing process, for which a special apparatus is required. The devices which have been designed for the measurement of contact deformations of a surface enable such measurement by using a check surface of high hardness and low roughness as compared with those of the parts considered.     

化学机械抛光中的接触状态研究概述

化学机械抛光是获取高表面平整度的有效关键技术,获得了广泛的研究和应用,其表面材料的去除作用依赖于所处的真实接触状态。归纳了抛光垫/晶圆相互作用的形式,即相互滑过而没有直接接触、混合润滑和直接接触。分析了接触状态及其转变过程中的影响因素,包括抛光垫的变形、釉化和磨损,抛光液中磨粒的影响及表面活性剂对钝化层厚度的改变等。重点总结了化学机械抛光中接触状态问题的研究进展,包括光学显微镜测量计算接触面积比、薄膜传感器测量接触面积比、利用双发射激光诱导荧光技术测量抛光液厚度、抛光垫表面形貌演变对材料去除速率的建模等方法的特点及存在的问题。最后提出了纳米间隙测量技术测量化学机械抛光中接触率动态变化,从而得到真实接触状态和接触状态转变规律的新思路。     

大批量产品加工质量过程控制技术的研究

文章针对大批量产品加工的特点和现在质量控制中所存在的问题,详细阐述了大批量产品加工质量过程控制中涉及的多项技术和解决方法.重点介绍了质量保证工艺在质量过程控制中发挥的重要性.     

基于曲率自适应的自由曲面测量点分布

针对自由曲面测点布置问题,采用曲率自适应形状特征的测点自适应分布。分析自由曲面的数学模型,为自由曲面参数化建模提供数学基础;研究自适应形状特征法,采用曲面形状函数的采样算法,使测点自适应分布;设计曲面,进行实际测点的布置,得到自适应测点分布图,并对测点数据进行CMM检测验证。     

Development of a 45° tilted on-machine measuring system for small optical parts

A new contact type of on-machine measuring system is developed in order to measure aspherical optical parts with steep surface angle for large numerical aperture (NA). A ceramic air slider made of SIALON is adopted for the measurement probe because of its low thermal expansion coefficient, high rigidity and light weight. A high accuracy glass scale is employed to reduce the thermal drift of the displacement gauge. The air slider or the measuring probe is tilted for 45° against the aspherical workpiece axis, and the probe is scanned over the workpiece surface, so as to keep the contact angle between the probe axis and the contact surface constant in order to reduce the change in the probe friction force.     

无损检测交变磁场测量法

准确测定缺陷的尺寸,对带缺陷结构的寿命评估具有十分重要的意义。交流磁场测量法是近年来兴起的一种评价表面缺陷的无损检测方法,它通过测量工件表面感应磁场的变化来进行材料中缺陷的定性定量,具有非接触的优点,广泛应用于结构的在役检测。