面向任务的坐标测量机测量不确定度评价方法

针对坐标测量机多不确定度源的分析和合成难题,利用基于球列的坐标测量机21项几何运动误差分离方法和蒙特卡洛模拟算法实现坐标测量机面向任务测量不确定度评价,并建立了基于"互联网+"的坐标测量机的溯源服务体系.省市计量院作为溯源网络节点,协助进行数据采集,包括误差参数、环境参数和仪器参数等.当用户需要进行特定任务测量时,将测量策略发送到中国计量科学研究院并通过网络将结果反馈给客户.该溯源网络在一定程度上减小了溯源链的长度,实现了计量的扁平化.     

面对线的对称度误差坐标测量方法

介绍按照GB／T1958-2004标准规定的测量方法使用坐标测量机测量面对线的对称度误差的方法，保证了面对线的对称度误差测量的准确性，可以作为坐标测量机测量对称度的一个补充。     

基于多线激光扫描的叶片轮廓快速测量系统标定方法

针对现今叶片轮廓测量时,在保证测量精度的前提下提高测量速度的需求,结合工程经验与线激光扫描快速准确的特点,本文提出一种以多个线激光扫描传感器为主体的叶片轮廓快速测量系统,该系统由3个位置固定的线激光扫描传感器完成叶片轮廓测量.在理论上3个传感器测量坐标系之间的旋转矩阵中的未知参数是确定的,故这3个坐标系之间不存在由相对运动引起的直线度误差与定位误差等,主要存在由于安装产生的垂直度误差与平移误差等人为因素误差,因此本文提出并推导了该测量系统坐标系全局标定数学模型,并给出了标定过程与标定结果,通过实际测量叶片轮廓验证了该系统与测量机的测量对比误差为±0.03 mm,测量周期不超过10 s,满足实际测量要求.     

ICF靶丸表面形貌及球度误差检测

为了对ICF靶丸的表面形貌及球度误差进行高精度测量,开发了一台五轴坐标测量机,并采用锥光全息技术的激光测头实现对靶丸表面的高精度、非接触检测。首先,根据靶丸表面的结构特点,改进了基于最小二乘的球度误差评价算法;然后,介绍了作为实验平台的五轴坐标测量机的整体配置,推导了该坐标测量机的测量数学模型,该坐标测量机可实现在多个姿态下对靶丸的非接触取点测量;最后,在相同条件下,进行了5次实验测量,其结果表明:靶丸球度误差测量的均值为0.0021 mm,标准差为2.07 x10^-4 mm。该检测方法可以满足对靶丸表面形貌及球度误差高精度、高稳定性的测量要求。     

关节臂式坐标测量机的运动学建模与误差研究

设计了一种新型仿人手臂结构的关节臂式坐标测量机,建立了测量机的坐标系统,在此基础上建立了测量机的四参数D-H运动学模型.在Matlab软件中利用Robotics Toolbox建立了测量机的仿真模型,并对测量机进行了图形仿真,仿真结果验证了四参数D-H运动学模型的正确性.利用Visual C++编制出数据采集软件,实现了从测量机关节空间到工作空间的映射.通过对关节臂式坐标测量机的误差分析,提出了提高测量机精度所应采取的措施,为进一步进行测量机的参数标定和误差补偿提供了理论基础.     

基于步距规的三坐标测量机的几何误差分析

利用高精密步距规对坐标测量机运动误差的分析进行了研究,建立了误差分离的数学模型,通过将步距规按一定规则在空间内摆放并进行测量,可以得出坐标测量机的定位误差、角摆误差、直线度误差和垂直度误差.该方法也可以应用在数控机床、加工中心等领域的误差分析.     

多关节坐标测量机的坐标转换和参数标定

对多关节测量机的参数标定方法进行了研究,研究方法主要包括:根据Denavit-Hartenberg方法,在空间坐标转换的基础上建立了六自由度多关节坐标测量机的数学模型,进而讨论杆件间相对位置关系,研究了模型中系统参数及运动参数的标定问题,并设计一种全新的标定球,在此基础上又结合最小二乘法和迭代法的标定方法实现了参数的标定.实验证明运用该标定球能成功地进行系统参数的标定,精度可达到0.05 mm,并通过计算和实验验证了该标定方法的可行性.     

平行双关节坐标测量机的结构参数标定

平行双关节坐标测量机(PDCMM)是一种3自由度、高精密、可现场测量的测量仪器.为了提高平行双关节坐标测量机的测量精度,采用粒子群优化(PSO)算法对其结构参数进行标定,避免了最小二乘法(LSM)在求逆和求偏导数时产生的计算误差.基于Denavit-Hartenberg(D-H)模型对平行双关节坐标测量机建立运动学模型和误差模型,以不同位置实际值和测量值之间的残余误差平方和作为PSO算法的目标函数,优化结构参数.实验结果表明,PSO算法具有标定精度高和收敛速度快的优点,可以有效提高平行双关节测量机的测量精度.     

移动桥式三坐标测量机Z轴运动的动态误差

分别从理论上和实验上对移动桥式三坐标测量机Z轴运动的动态误差进行了分析，对Z轴进行了力的分析。用激光干涉仪对Z轴运动时的主要动态误差进行了测量，指出了此时影响动态误差的因素。提出了改进移动桥式三坐标测量机设计的措施，为移动桥式三坐标测量机实现高速测量状态下的高精度提供了依据。     

关节臂式坐标测量系统的数学模型和参数简化

关节臂式柔性三坐标测量系统,是一种新颖坐标系测量系统,它具有量程大、体积小、重量轻、使用灵活等优点.论文首先基于Denavit-Hartenberg方法建立了关节臂式柔性三坐标测量系统的理想数学模型和误差模型,然后建立复合球坐标系,简化了误差模型,为进一步研究关节臂式坐标测量机的标定和误差奠定了理论基础.     

A self-calibrating robot based upon a virtual machine model of parallel kinematics

A delta-type parallel kinematics system for Additive Manufacturing has been created, which through a probing system can recognise its geometrical deviations from nominal and compensate for these in the driving inverse kinematic model of the machine. Novelty is that this model is derived from a virtual machine of the kinematics system, built on principles from geometrical metrology. Relevant mathematically non-trivial deviations to the ideal machine are identified and decomposed into elemental deviations. From these deviations, a routine is added to a physical machine tool, which allows it to recognise its own geometry by probing the vertical offset from tool point to the machine table, at positions in the horizontal plane. After automatic calibration the positioning error of the machine tool was reduced from an initial error after its assembly of ±170?µm to a calibrated error of ±3?µm. Excelling by speed, the calibration was executed in less than 3?min.     

基于Sobel算法的塑料袋边缘位置标定

目的 对现有塑料袋装容器的外边缘轮廓进行精确定位,保证透明包装容器的外边缘轮廓在日常生产中可应用.方法 机器视觉塑料袋装容器检测系统依据图像信息收集、识别算法、sobel算法、位置标定、SVM结果对比等部分,确定透明包装边缘标定核心算法要点,在传统频域变换的基础上,进行sobel算法改进算法分析,有效提高对塑料袋装容器的外边缘轮廓识别率,明确该类包装的检测要点.以实际的液体透明医用包装袋为例,论证该类包装外边缘的特征提取方法,并且强化该包装边缘的视觉特征,最后进行SVM结果对照实验.结果 对照结果表明,该视觉方式可以实现对机器视觉的塑料袋装容器标定,精准率可以达到94％,对于机械手10％的边缘标定精确度是可以适用的.结论 基于该sobel算法以及优化措施,确定了机器视觉塑料袋装容器标定方式,满足了塑料袋装容器生产的有效定位要求.     

麻醉机潮气量的校准比对

为了验证麻醉机的检测方法及可靠程度,以潮气量的校准为例,参考了JJF 1234-2018《呼吸机校准规范》,选取三家计量机构的检测结果进行分析。应用计量比对法验证校准结果的可信程度,接着采用归一化偏差法验证结果的一致性程度。结果表明,潮气量检测的可信程度和一致性程度良好,可为临床检测提供参考。     

激光干涉仪在测长机不确定度评定中的应用

依据测长机校准规范中关于分米刻度尺的校准方法,为了尽可能消除测量过程中的各类误差,保证校准数据真实可靠,本文利用激光干涉仪对测长机分米刻度尺进行示值误差的不确定评定,评定结果小于测长机分米刻度尺误差的三分之一,满足精度要求,可供从事测长机校准工作人员参考。     

基于RGB视觉的瓦楞包装褶皱标定收敛研究

目的 对瓦楞纸板包装的褶皱特征精确定位,保证瓦楞纸板包装容器的褶皱特征在生产中被及时检验。方法 机器视觉瓦楞纸板包装检测系统依据图像信息收集、识别算法、RGB视觉、位置标定、收敛性结果对比等部分,确定瓦楞纸板包装褶皱特征标定核心算法要点;在传统频域变换的基础上,进行RGB视觉改进算法分析,有效提高对瓦楞纸板包装的褶皱特征识别率,明确该类包装的检测要点。以实际的瓦楞纸板褶皱为例,论证该类包装褶皱特征的特征提取方法,并且强化研究对象的褶皱特征,最后对识别结果和实物结果进行对照分析。结果 通过设定阙值在90～120得到线性率为25%～80%,结果说明该视觉方式可以实现对机器视觉的瓦楞纸板包装标定,并且各特征的实际回归基准率为86%,验证了RGB视觉算法对褶皱特征标定的精确性。结论 基于该RGB视觉以及优化措施,确定了机器视觉瓦楞纸板包装标定方式,满足了瓦楞纸板包装生产的有效定位要求。     

Optimum calibration of a parallel kinematic manipulator using digital indicators

This paper presents a calibration method for parallel manipulators using a measurement system specially installed on an external fixed frame.The external fixed frame is important as an error reference for calibration in certain operations,such as in the configuration of a parallel manipulator functioning as a machine tool where the workpiece is fixed to a worktable.The pose of the end-effector is measured using three digital indicators installed on the external fixed frame.To enable measurement,the end-effector is assumed to be a plane large enough that all digital indicators could touch.The error is defined as the difference between the theoretical and actual readings of the digital indicators.The geometric parameters of the parallel manipulator are optimized to minimize this error.This calibration method is low cost and feasible for compensating geometric parameter errors for a parallel manipulator.Optimal pose selection for the calibration is achieved using a swarm intelligence search algorithm.The method is implemented on a prototype of a six degrees-of-freedom(DOFs) Gough-Stewart platform constructed to function as a machine tool.     

激光在线校准测量

许多工业制造装备的工作过程中,需实施不同规格回转体直径及安装偏心量的快速校准测量,以保证可靠.性.研究组合式激光在线校准系统的工作机理,建立相应的测量信号表达式,给出系统设计的一般原则,理论分析结果表明,校准系统能够实现微米级的校准精度,结合系统在高精度PCB锣钻机的应用实践,理论与实际的吻合性较好.文中提出的分析方法可应用于车床,铣床,加工中心等需实施回转体直径和偏心量的快速在线校准设计.     

CNC机床在线测量系统校准方法研究

目前CNC机床在线测量系统的校准方法在国内有用激光干涉仪、标准量块等一些用于企业的针对性方法,缺少适用于计量校准机构的校准方法,本文根据该系统的工作原理,对CNC机床在线测量系统的校准方法进行研究,提出几项计量特性参数,并结合实际情况设计了校准方案,研制了校准用计量标准器,分析了数据的处理方法。经研究表明,本文的校准方案切实可行,为CNC机床在线测量系统提供了技术依据。     

基于地球重力法的低频加速度计校准

ISO 16063-16描述的地球重力法只能用于低频加速度计灵敏度幅值静态校准, 无法用于灵敏度幅值与相位的动态校准。采用机器视觉方法测量激励加速度相位,并得到对应时刻的加速度计输出信号相位,该方法可同时实现基于地球重力法的灵敏度幅值与相位动态校准。该方法测量时由转台为被校加速度计提供峰值恒定为1g的正弦激励加速度,有效避免了低频时微小激励加速度引起的加速度计输出低信噪比信号对校准精度的影响。实验结果表明,地球重力法可实现从静态(DC)至10Hz范围内的灵敏度幅值与相位高精度校准。     

CNC数控机床在线测量系统的校准装置研究

目前,国内尚无针对CNC数控机床在线测量系统的相关的标准和校准规范.为统一技术要求,本文研究了CNC数控机床在线测量系统的工况条件及其计量特性参数,提出了有别传统三坐标测量机校准方法的校准方案,研制了符合基于公差带位置判别废品原理的标准器组,以在线测量系统的测工件的方式,反向校准CNC在线测量系统的尺寸精度,解决其量值...