CCD显微摄像法测量孔心距

通过对 1 9J型万能工具显微镜进行数码改造 ,建立了用于工件孔心距测量的CCD数码显微摄像系统。讨论了CCD摄像法测量孔心距的基本原理 ,简要介绍其软件系统 ,为工件孔心距的精密测量提供了快速、有效、经济的测量途径。     

利用数字图像处理技术测量直齿圆柱齿轮几何尺寸

研究了采用数字图像处理技术实现对直齿圆柱齿轮几何尺寸的非接触式测量.首先对CCD摄像机拍摄的图像进行畸变校正与滤波去噪,然后对图像进行阈值分割,采用基于数学形态法的四邻域腐蚀来获得单像素宽的图像边缘.针对齿轮的边缘轮廓形状特征,运用重心法、最小二乘拟合、Bresenham画圆法和Hough变换等原理,建立了测量齿轮齿数、模数、中心孔半径、齿顶圆半径、齿根圆半径和变位系数等齿轮几何尺寸参数的测量算法.使用1280×1024的CCD摄像机及黑白采集卡对分度圆直径为50mm的直齿圆柱齿轮进行测量实验,与人工测量值对比,绝对误差小于一个像素,在各测量参数中,最大尺寸的齿顶圆半径绝对误差值为13μm.研究结果表明:因为CCD摄像设备的分辨率越高、被测物体的尺寸越小,则测量精度越高,且为线性关系,所以,使用高分辨率CCD摄像设备并配备光学放大系统,可实现对高精度和微小直齿圆柱齿轮几何尺寸参数的测量.如使用1280×1024像素以上的CCD摄像设备测量分度圆直径5mm以下的直齿圆柱齿轮时,测量精度可在2μm以下.     

普通车床工件尺寸自动测量数显系统的研究

针对目前普通车床加工工件时停车次数多、加工效率低的缺点,提出了一种基于CCD图像传感器和单片机的工件尺寸自动检测系统,在机床不停车的条件下完成了对工件加工余量的测量,该系统主要由工件尺寸信号提取部分和数据处理部分组成,采用汇编语言完成软件编程.本文介绍了测量系统的总体方案,并对各个部分进行了具体分析.结果表明:该系统用动态非接触测量代替了静态手工测量,自动化程度高,提高了生产率,同时也在一定程度上提高了测量精度.     

采用CCD的非接触测量中提高精度的一种方法

利用CCD传感器对工件进行测量是非接触测量领域的常用方法,但受到CCD像元特征尺寸的限制,测量精度往往只能达到微米级,限制了该系统在非接触测量方面的更广泛应用.本文从算法角度提出了一种提高CCD精度的方法.实验证明,方法能将测量的精度提高一个数量级.     

基于机器视觉的熔融沉积成型几何质量在线检测方法

几何尺寸精度是影响工件质量的关键因素。针对熔融沉积成型连续制造过程,提出了一种基于机器视觉技术的几何质量在线检测方法。利用CCD图像传感器构建了熔融沉积成型过程图像采集系统;采用图像处理技术获取工件轮廓信息,完成以像素为单位的几何尺寸测量。通过尺寸标定将图像尺寸转化为工件的实际物理尺寸,从而可以与设计模型的理论尺寸进行比较,计算制造误差,为生产者判断熔融沉积成型工件几何质量是否满足要求提供了新的思路。     

基于TMS320F2812的非接触式在线测宽仪设计

介绍了一种利用TCD1708D高分辨率CCD为传感器、TMS320F2812高速DSP为处理器、集CCD时序驱动、数据采集与测量控制为一体的非接触式在线测宽仪的设计.利用DSP的高速处理能力,通过简单有效的宽度算法,实现对高速运动工件的在线尺寸测量及控制.整个系统电路设计简捷,性价比高,较好地满足了测量精度和实时性要求.     

基于机器视觉复杂形状工件的非接触测量方法

介绍一种利用机器视觉技术完成复杂形状工件断面尺寸检测的非接触测量方法,该方法利用数字图像处理算法对高分辨率CCD器件采集的工件断面图像进行处理,可实现多品种工件的多参数自动测量。通过系统结构和工作过程分析了影响测量精度的因素。     

一种汽车制动缸补偿孔形位尺寸检测方法的研究

为实现汽车制动主缸补偿孔的形位尺寸检测,提出一种光机复合高精度非接触光电成像检测方法.该方法采用高精度的传动机构带动内窥光学系统在有限的主缸内孔中运动,利用高分辨率CCD摄像系统获取补偿孔图像,通过图像处理完成制动主缸补偿孔形位尺寸测量.它实现了小尺寸盲孔的非接触测量,精度高于10μm.     

基于图像传感器的冲针特征长度自动测量系统

提出一种基于图像传感器的冲针特征长度自动测量系统。利用CCD摄像传感器检测冲针的二维尺寸信息，信号处理电路提取冲针的直径和特征长度信号，由单片机控制双端口RAM对二值化图像数据进行存贮和处理，实现了冲针特征长度的测量。现场使用和实验表明，该系统具有很高的测量精度和性能价格比。     

两种测量光斑的方法

介绍了彩色CCD摄像法和光纤探针扫描法两种测量光斑的方法及其配套的光斑分析软件 ,分析了测量系统的构成及测量中存在的问题。     

回转面测量平台系统设计

针对目前回转面形被测件形位参数测量的不足,提出并设计了一种新的测量系统。该测量系统集高精度的光学测量方法、无磨擦的气浮回转工作台、精密二维工作台及可编程控制的电控方法于一体,可用于对航天惯性器件等回转形被测件的形位参数进行高精度的测量。最终的实验特性分析表明本测量系统的可行性。     

高精度差动型激光多普勒大直径测量系统

研制了一种可高精度在线测量大尺寸回转体工件直径及圆度误差的差动型激光多普勒大直径测量系统 ,介绍了系统的测量原理及信号处理技术 ,分析了系统测量精度的影响因素     

机床加工误差补偿信号的实时测量系统

机床加工误差补偿是提高加工精度的重要途径.正确测量机床主轴误差运动是实现加工误差补偿的前提.然而,这一测试问题一直未得到很好解决.本文提出的用差动传感器直接相对主轴表面测量的系统比较简单,容易实现,且为实时测量.该方法已用于车削加工误差实时补偿系统之中,取得了较好的效果.     

变间隔法实现三维形貌测量

随着生产的发展,对许多工件提出了测量三维形貌的要求。本文提出了在较大光点间隔下实现小采样间隔三维形貌测量的方法。该方法可不改变测量系统光学结构,通过外加简单的装置改变光点间隔,从而实现小采样间隔的三维形貌测量。论文给出了相应的数学模型、测量步骤,并进行了误差分析。     

关节轴承球面尺寸检测仪的误差修正方法

针对关节轴承球面尺寸检测仪专用于测量不同尺寸系列工件的特点,提出了关节轴承球面尺寸检测仪误差在线辨识与修正法。该方法通过在线测量系列工件和分析实测结果,可以准确地辨识并修正仪器系统误差,具有无须借助标准件、可低成本大幅度提高测量精度的优点。实验结果表明,使用该方法,仪器的测量值与高精度仪器测量值的偏差在10μm以内,最大测量误差由修正前的0.110mm减小到0.004mm,仪器测量精度明显提高,满足了企业提出的测量精度要求。     

三维测量工业内窥镜的双目光学系统

针对国内工业内窥镜只限于观察,无法满足工件三维尺寸测量的现状,设计了一种探头外径为6 mm并且可以向任意方向弯曲的三维测量工业内窥镜,并介绍了该内窥镜的双目光学系统及镜体内部结构的设计。首先,基于双目立体成像的原理,提出了一种具有双物镜、单图像传感器的新型双目光学系统。其次,根据光学系统的技术要求,设计了内窥镜的头部结构。考虑到一些工件内部结构比较复杂,分别设计了内窥镜的可弯曲结构以及后部操控机构以方便一些精密工件的检测。最后,通过三维图像处理软件对待测物表面两个特征点进行长度测量试验,得到了两个特征点的间距。实验结果表明：待测物表面两个特征点的长度测量误差在±0.2 mm内。该系统基本实现了工业内窥镜的三维测量功能。     

用于大尺寸工件的动态长度测量系统

针对移动大尺寸工件的表面形貌特点,利用二维激光三角法构造出水平和垂直虚拟测量基准面;结合多传感器融合准则,建立了一种新型的大尺寸工件测量模型,并利用该模型实现了移动工件两端端面到虚拟测量基准面的位移非接触测量。采用误差分离方法自修正理论误差和运动误差的影响;结合人机交互界面,研制了高精度、低成本的移动大尺寸工件长度自动检测系统。利用该系统对在(1 000±25)mm内以不同速度运动的圆柱体大尺寸工件长度进行检测,得到的检测分辨力为10μm、检测精度为100μm、工件移动速度为5cm/s。实际运行结果表明,该系统安全、稳定、快速,可满足工业在线生产中对同类型规则的大尺寸工件控制和检测的要求。     

三平行传感器式频域法误差分离技术--在线测量圆度误差的新方法

提出了一种能临床测量与分离工件圆度误差和主轴系统回转误差的新方法——三平行传感器式频域法：三个位移传感器呈平行布置，其中一个传感器的测量轴线通过被测对象中心，其优点是测试系统易于安装与调整。给出了该方法的读数方程和权函数表达式以及应用频域法分离求解的途径。提出了避免其谐波抑制的措施。实测结果与经典的三点法的测量结果作了比对，表明该方法简便、正确、有效。     

Development of a fast mechanical probe for coordinate measuring machines

To decrease inspection times of workpieces, not only do coordinate measuring machines (CMMs) need to operate faster, but also the mechanical probing process requires attention in this field. This paper shows that impact forces attributable to probing are much higher than generally accepted measurement forces, which can result in workpiece damage. Furthermore, it is shown that probe tip bouncing can slow down the probing process and requires mechanical damping to reduce it. Based upon these findings, a fast mechanical probe system has been developed, equipped with an optical measurement system able to measure six degrees of freedom at high speed. The probe system is suitable for high-speed, single-point measurements as well as scanning purposes. The measurement uncertainty of the prototype is approximately 1 μm for probing speeds up to 70 mm/s.     

基于三维激光扫描的移动大尺寸圆柱体工件长度快速检测系统

针对移动大尺寸圆柱体工件两端的表面形貌特征,利用三维激光扫描仪设计了一种快速长度在线检测系统。基于三维激光扫描仪可在短时间内连续高速获取大量测量数据的特点,系统在虚拟环境下构造出自适应测量形状的虚拟测量基准面,采用二维误差分离方法抑制系统误差和运动误差,识别定位工件两端端点并计算其到虚拟测量基准面的位移;最后结合多传感器融合模型获取三维位移场测量结果。另外,测试前用三坐标测量机精密测量过的相似形状圆柱体工件对系统进行了校准修正。为验证系统的精度和可靠性,分别对处于（1 000±25）mm内不同直径的圆柱体工件进行了长度检测。结果显示,系统可在1 s完成直径约为50 mm工件的长度测量,检测分辨力为0.010 mm,检测精度达到0.050 mm。实际运行结果表明,该设计系统具有高自动性和高效性,可满足在线生产中对大尺寸工件控制和检测的要求。