基于三维CAD数模的现代测量技术

给出了基于三维CAD数模的现代测量系统构架,CAD设计产生的零件三维数模导入测量软件,基于导入的CAD数模产生测量路径,生成DMIS自动测量程序给三座标测量机,无需测量机、工程图和实物零件,实现零件测量编程和零件制造的并行工程。以CAD数模为核心的现代测量技术,在高效数模自动编程、自由形状轮廓曲面测量、制造质量检验等方面均有应用。     

三坐标测量机虚拟仿真软件开发与应用

针对三坐标测量机在实际使用中存在的培训周期长,教学成本高等问题,采用虚拟现实技术设计了三坐标测量机的虚拟仿真系统。该系统由虚拟测量机主机软件、仿真PC-DMIS系统和虚拟操作手柄软件组成,可完成三维特征的识别、拟合和评价及多种形状尺寸的全流程测量仿真,并首次实现了多屏幕协同操作和所见即所得的测量效果,有效降低了三坐标测量的学习培训周期,同时可用于对真实设备的联接和对远程设备的图形化操作。     

基于球形目标的激光位移传感器光束方向标定

搭建了非接触式的三坐标测量系统以便精密测量三维型面。将激光位移传感器通过具有两个回转轴的回转体安装在测量机的Z轴上,从而可根据待测表面的形状来调整传感器的方位。为了使传感器在各个方位上实现测量功能,提出了基于球形目标的光束方向标定方法,并详细阐述了其数学原理。标定时,驱动测量机使传感器分别沿测量机的X,Y和Z轴做等间距步进,根据步长和激光束长度的变化建立方程组求解出激光束所在直线的单位方向向量。最后,多次测量尺寸参数已知的六面体标准块规,检验了该测量系统的重复性。结果显示,该系统的测量不确定度为0.048mm;测量另一直径已知的被测球时,传感器在各个方位上的误差小于0.05mm,表明所提出的标定方法使测量系统达到了逆向工程的使用要求。得到的数据表明,本文所提出的方法有较高的标定精度和较好的重复性,为实现三维型面的快速扫描测量奠定了基础。     

叶片型面CMM测量规划与仿真系统研究

为优化三坐标测量机对叶片型面的检测过程,针对叶片测量特点研发了一种虚拟仿真检测系统。该仿真系统以叶片为研究对象,通过建立三坐标测量机和叶片的三维实体模型对叶片测量路径进行规划,提取叶片测头中心点坐标,并根据矢量平均误差确定测头矢量的优化算法进行测头半径补偿,完成叶片测量点曲面与理论模型的误差比对及测量过程仿真。     

零阿贝误差的纳米三坐标测量机工作台及误差分析

为避免常规三坐标测量机(CMM)中的阿贝误差,同时降低导轨运动误差对测量机测量不确定度的影响,研制了一种在三维测量方向上同时符合阿贝原则的纳米CMM工作台.该工作台做三维运动,x导轨和y导轨采用共平面结构;工作台三维测量系统的测量线正交于一点且正交点与测头中心点重合,x向和y向测量系统的测量线与xy导轨面共面.针对本工作台的特点,在参考常规三坐标测量机误差分析的基础上,详细分析了该工作台中各项误差的影响,给出了影响测量机不确定度的主要误差源,并对这些误差提出了修正方法.在研制的工作台上对一等量块进行了实验测试.结果显示,一等量块工作面的平面度测量标准差为11 nm,台阶高度标准差为21 nm,其中台阶高度测量平均值与检定值相差1 nm.理论分析和实验结果表明,所研制的工作台从结构上避免了CMM中多项误差源的影响,尤其是避免了阿贝误差的影响,可用于高精度的三维测量.     

三自由度并联机构坐标测量机及其虚拟原型研究

介绍三自由度并联机构坐标测量机的结构、特点及工作原理,建立了该坐标测量机的测量模型,讨论了测量空间的计算方法,并对计算机仿真结果进行了分析,在Ｗｉｎｄｏｗｓ９５开发环境下,通过ＶｉｕａｌＣ＾＋＋５．０调用ＯｐｅｎＧＬ图形库中的函数,对并联坐标测量机的虚拟原型进行了参数化三维建模与仿真,从而为真实样机的制作尊定了基础     

并联坐标测量机理论模型及其虚拟原型研究

首先介绍了一种三自由度关联机构坐标测量机的结构、特点及工作原理,然后建立了该坐标测量机的测量模型,最后,在Windows98开发环境下,通过VC++6.0调用OpenGL图形库中的图形函数,对该坐标测量机的虚拟原型进行了参数化三维建模与仿真,从而为真实样机的制作奠定了基础。     

激光自动聚焦三维形状测量系统的研究

基于激光自动聚焦测量方法提出一种实现快速、精密三维形状测量的扫描速度控制算法。介绍了系统的构成及激光测量头的原理。自动地对曲面轮廓进行连续扫描测量不仅提高了测量效率，还解决了对软质材料测量的难题     

汽车形貌三维曲面测量装置的研制

利用双目视觉测量技术，与三坐标测量机（CMM）结合在一起，开发了一种新型的汽车形貌三维曲面测量装置。该装置能实现大范围的非接触测量。实验结果表明：该装置精度能满足车门等曲面的测量精度要求。     

基于三维模型的复杂曲面电磨底壳零件检测研究

本文研究了采用三坐标测量机(Coordinate measuring machine,CMM)基于三维模型对具有复杂曲面外形的电磨底壳零件进行检测,并分析了尺寸和评定其几何误差.介绍了三坐标测量机(CMM)的基本工作原理;叙述了本实验所需的软硬件设备,最后通过对电磨底壳曲面的测量详细阐述了CMM的使用方法和有模型特征测量的过程.其中包括矢量点特征、直线特征、平面特征、圆柱特征等测量的过程.三坐标测量机基于三维模型进行零件空间尺寸测量及形位公差检测,完成以前用其它测量工具较难解决的复杂曲面尺寸测量问题,不仅直观、方便,而且测量果精度高、缩短了生产周期.