坦克瞄准精度测量系统设计与精度分析

针对坦克火控系统的瞄准精度的检校需求,设计了一套坦克瞄准线与坦克火炮轴线之间平行度误差的测量装置~[1]。采用准直激光光束模拟坦克瞄准线和火炮轴线,利用CCD摄像系统结合MATLAB图像处理技术对靶面图像进行采集,进而对激光光斑质心进行提取。根据两次测量所得到的质心位置坐标间距之差,计算出两轴线在水平方向和铅垂方向上的位置偏移量,实现对坦克火控系统瞄准误差的检测。结果表明,该系统的测量精度小于0.07mil,满足实际检测的需要。     

基于3D激光雷达原理多管火箭炮平行度测量方法研究

针对现行国军标(GJB)中对多管火箭炮炮管平行度的测量方法存在测量精度低、操作复杂等问题,提出一种基于3D激光雷达原理的高精度、数字化的测量方法。利用3D激光雷达系统的非接触测量技术,首先对炮管两端面内放置好的工具球进行坐标测量,然后利用工具球的坐标拟合出定向管两端的圆心,两圆心的连线即为炮管轴线,最后通过计算输出被测炮管轴线与基准炮管轴线的偏离角度信息,实现对多管火箭炮平行度的测量。该方法可以实现20″的多管火箭炮平行度测量,有效的提高测量精度和效率。     

曲臂两臂轴线平行度测量机的研制

本测量机是为解决某单位的典型通用关键件--曲臂的各参数测量而专门设计研制的.该机应用激光狭缝扫描原理,实现了对曲臂两臂轴线平行度的非接触测量;该机利用激光技术、光电检测技术、精密机械技术、现代光电传感器技术、电子学技术和计算机等多学科技术,解决了形状复杂、重量与尺寸较大、被测参数要求精度高、检测困难等难题.     

基于数字图像处理技术的测量工件平行度的新方法

本文主要介绍了一种测量管状件轴线平行度的新方法。该方法采用激光准直技术结合数字图像处理技术来进行管状件轴类工件的两轴或多轴平行度的测量。其优点是无损检测、测量精度较高、易于实现整个测量过程的自动化和智能化。     

圆柱度高精度测量系统的设计

首先通过对现有圆柱度的各种测量方法对比，比较出误差分离技术具有实现圆柱度测量的优势。然后依误差分离技术为基础，设计了圆柱度高精度测量所需的硬件系统和软件系统。电感测微仪、数据采集系统以及误差分离技术的使用从而保证了圆柱度误差测量结果的高精度，此外软件还扩充了网络采集功能。     

基于结构光视觉技术的圆柱度测量新方法

针对机器视觉测量轴类零件的圆柱度误差时因使用畸变严重的鱼眼镜头影响测量精度的问题,提出了一种基于结构光视觉技术的圆柱度测量新方法。该方法投射的结构光与被测轴轴线方向近似平行,考虑轴类零件的特征和鱼眼镜头畸变分布的规律,将视场分为多个区域进行畸变修正。给出了结构光分区标定的模型、测量数据的提取及数据转换的方法。通过对标准轴的测量检验了本文方法的可行性和准确性,实验结果表明,直径为27.68mm、长为300mm的轴的圆柱度的测量精度为20μm。该方法不仅满足产品几何技术规范的采样要求,而且具有非接触、高效、在线测量的特点,能为圆柱度的精确评定提供可靠的数据信息。     

舰船测量设备平行基准传递机构设计

为了实现舰船等测量设备的基准平行传递,设计了一种平行基准传递机构。该机构以平行放置的两块平面反射镜为平行度传递的基础,其中一块反射镜设计成半反半透镜,利用其反射及透射原理和自准直平行光管的自准直成像原理,实现两基准镜的平行度测量。在介绍了平行基准传递机构的工作原理的基础上,给出精度标定方法及误差不大于0.2″;介绍了两基准镜平行度检测方案,给出了检测结果,分析了影响测量结果的因素,两基准镜的平行度误差在X方向不大于0.75″,在Y方向不大于1.15″,测量系统的误差不大于0.35″。结果表明,平行基准传递机构具有设计简单、成本低、使用方便、测量精度高等优点,可在工程中推广使用。     

基于机器视觉的钢珠直径测量系统设计

为提高中小企业钢珠直径检测效率、降低资本投入,提出一种基于机器视觉的钢珠直径测量方法。给出了系统的工作原理,对核心硬件进行了选型设计,搭建了实验平台。设计的系统用于测量直径为6mm和8mm的钢珠时,其标准差均小于等于0.007mm,重复性精度接近0.023mm;测量直径为6～8mm不同尺寸的钢珠时,系统的线性度理想。实验结果表明：该系统可以对钢珠精度等级在G100级及以下的钢珠进行高精度、非接触式检测。     

基于差分误差补偿的磁轴承转子位移测量方法

磁轴承转子位移的检测精度直接影响到磁轴承的稳定性。在磁轴承系统中, 虽然位移传感器的差动输入可以提高测量精度, 但差分信号误差及检测中心与磁轴承中心不重合问题会影响差动测量的检测精度。针对这一问题, 提出了一种基于差分误差补偿的磁轴承转子位移测量方法, 以差分信号为自变量建立误差补偿方程, 对差分信号中的误差进行补偿; 通过误差补偿方程推导出转子在控制坐标系下的位移方程,求解转子在控制坐标系下的实时位移。仿真实验结果表明, 对差分信号进行误差补偿后, 差分信号的相对测量误差从96. 46%减小到了0. 04%, 转子位移的计算值与测量值之间最大误差的绝对值仅为0. 017 mm,对于提高转子位移的检测精度及磁轴承控制系统的稳定性具有重要的意义。     

水下机器人-机械手末端精度测量方法及误差分析

针对水下机器人-机械手系统的末端精度测量问题,本文研究2种不同原理的末端精度测量方法。为检测系统末端精度是否在某一特定范围内,提出一种非接触式末端精度范围测量方法;针对水下环境中机械手末端精度数值的测量问题,提出一种接触式水下机械手末端精度测量方法。针对末端精度测量方法的原理性误差问题,分析测量方法中误差影响因素,提出基于数值迭代方式的误差分析方法。在水下机器人艇体固定和动力悬停状态下,进行末端精度测量水池实验,实验结果表明:本文方法能实时、有效测量得出机械手末端精度,并验证了本文方法的有效性。     

基于光电技术的炮弹径向尺寸测量系统的研究

针对传统测量尺寸较大的炮弹径向尺寸的方法存在响应速度慢、精度低、可靠性低等问题,提出一种基于光电技术的炮弹外径测量系统。该系统采用移动遮挡式激光扫描测量法,首先由测量头水平和升降运动装置完成对炮弹的扫描,然后由线阵CCD采集数据后送入单片机进行处理得到测量结果。最后对影响系统测量精度的误差来源进行分析。结果表明,该系统能有效地实现对炮弹不同部位的径向尺寸的非接触精确测量,可以达到0~250mm的测量范围和±5um的测量精度,可广泛适用于多种型号炮弹及回转类工件的外径测量。     

多管火箭炮平行性测量系统设计

采用光学准直法和计算机数据处理技术来检测多管火炮平行性的光电设备代替传统的机械式测量仪,实现了对火炮膛线尺寸的自动检测.并简述了这种检测设备的工作原理与精度分析.     

一种内径尺寸光电非接触测量方法

基于光三角测量原理,提出了一种内径尺寸的非接触测量方法。对单光三角测量原理进行了分析,给出了相应的内径尺寸计算公式,并建立了解决单光三角法光探头偏心的数学模型。应用单光三角测量原理,结合半导体激光准直技术、现代传感技术、伺服控制技术和计算机技术研制了一种非接触式内径尺寸测量系统。论述了系统的组成和总体结构,并通过实验对系统的测量精度进行了验证。结果表明:测量系统分辨率可达0.01 mm,测量极限误差不大于0.03 mm,该测量方法是可行的。     

光学瞄具三轴一致性检测系统研究

针对光学瞄具三轴一致性参数对其性能产生的影响,设计一套采用离轴抛物镜、两块分光镜及高精度CCD相机等关键技术,实现光学瞄具白光瞄准轴、红外瞄准轴、激光发射轴三轴一致性检测的系统。分析系统成像光路,建立了三轴一致性的数学计算模型,对检测方法中误差因素进行测量、分析,最后采用精度为0.5″的自准直经纬仪对检测系统进行标定,实验结果表明,检测系统测量误差〈3″。     

五轴机床旋转轴几何误差分析与补偿

五轴机床旋转轴之间装配所导致的位置无关几何误差（PIGEs—Position independent geometric error）是决定机床精度的关键因素,如何量化PIGEs对位姿精度的影响程度以及误差项之间的耦合作用强弱,从而合理地确定补偿值的权重系数是目前机床误差补偿技术所关注的热点问题。为降低五轴机床装配导致的PIGEs对机床精度的影响,首先,基于多体系统理论及齐次坐标变换方法建立了混合式五轴机床几何误差综合模型,表征了空间误差向量与几何误差项之间的映射关系。其次,考虑几何误差的分布特性,引入Morris全局灵敏度分析方法量化几何误差的作用效果及误差参数间的耦合强弱,通过灰色关联度分析表征误差的敏感性系数与位置向量、姿态向量间的关联程度,基于分析结果确定位置无关几何误差补偿值的权重系数。最后,以摆头-转台为特征的混合式五轴机床为例,进行基于球杆仪(DBB-Double ball bar)的几何误差测量辨识实验,利用辨识值进行虚拟圆锥台轨迹测量、误差补偿和复杂曲面零件加工实验。结果显示：十项几何误差对姿态误差的直接作用效果最为明显,利用基于敏感性分析的修正补偿值进行误差补偿后,虚拟圆锥台测量轨迹的半径偏差减小了65.1%,圆度误差降低了58.8%。基于误差分析实施误差补偿后,“S”型工件的轮廓精度平均提升了49.9%,误差补偿结果验证了误差分析结果的准确性和有效性。     

基于全站仪测量系统的大型结构件逆向设计

为了解决大型结构件测量困难,设计效率低下,产品误差较大等问题,本文提出了采用全站仪测量系统对大型结构件进行逆向设计的方法。以大型结构件某挖掘机动臂为例,利用全站仪测得了外形轮廓数据,通过UG/ImageWare实现了数据处理与曲面重构,并在ImageWare中进行了误差分析,得到点云与曲面的误差值为-0.933mm到0.975mm,符合最大误差±1.0mm要求。说明运用全站仪对大型结构件进行逆向设计是可行的,与传统设计方法相比更加的快捷、高效、高质量,对国内制造业发展具有重要的意义。     

圆柱度仪测量基准反向法误差分离技术

对大尺寸试件的圆柱度误差的超精测量,仪器的测量基准误差不能忽略,如何分离出基准本身的形状误差及基准之间的位置误差产长期存在的难题。本文首次提出一种可分离出基准间的平行度误差以及直行基准的形状误差的方法,即反向法,从而较圆满地解决了这一问题。利用该方法建立的模型可用于重要试件圆柱度误差的超精测量中,该技术对超精密车床的研制提供了依据。