测量用空气主轴高精度加载系统

针对传统加载系统加载精度低、不可旋转、制造困难等缺点,设计了一种空气主轴高精度加载系统。该系统具有主轴与轴套之间基本无摩擦力的特点,不仅可以提供较高加载能力,而且具有高旋转精度和加载精度,可连续变载。研究表明,该空气主轴加载系统在测量过程中加载平稳、顺畅,具有良好的稳定性和可重复性,完全满足高精度加载的使用要求。     

基于偏心抑制的激光差动共焦焦距高精度测量方法

针对测量球面透镜焦距过程中存在偏心误差导致测量光轴与透镜实际轴线不重合的问题,提出了一种基于偏心抑制的 激光差动共焦焦距高精度测量方法,通过驱动工作台旋转测得透镜偏心误差的大小及方向,实现了对被测透镜的误差采集;通 过分析误差大小及方向驱动姿态调整电机,消除了测量过程中由于存在偏心误差对焦距测量精度产生的影响;通过构建系统, 优化系统参数,实现了激光差动共焦焦距高精度测量;最终实现基于偏心抑制的焦距高精度测量,解决了焦距测量时测量光轴 与透镜实际轴线不重合从而对测量结果产生影响的问题。 基于该系统进行了焦距测量实验,实验表明:测量焦距为 100 mm 透 镜时,该方法相对重复测量精度(RMS)可达到 0. 000 503% 。 该方法显著提高了焦距测量的精度及重复测量精度,为焦距的精 密测量提供了一种有效的途径。 同时,该方法可应用到镜组加工与装配中,提高镜组的成像质量与测量精度。     

高精度弹丸质偏心测试系统及其误差分析

弹丸质偏心是弹丸性能的重要设计参数,它们的准确测量对于提高产品质量、提高发射准确性是必不可少的.为了提高其测量精度和效率,详细介绍了基于三点法的弹丸质偏心测量原理、计算公式和测量设备,分析了测量误差产生的因素,提出了一座多测试平台和自动调平以及弹体自动旋转90°的设计思想.实验结果表明:这些方法极大地提高了系统的测量精度和试验效率,能够满足弹丸高精度质偏心测量的指标要求.该设备测量范围广、制造成本低,具有广泛的应用开发前景.     

基于线激光传感器旋转扫描的空间高精度三维测量方法

为了实现大型车体内部空间三维数据的快速、高精度测量,研发了基于线激光传感器旋转扫描的测量系统。详细介绍了该系统的构成与测量原理,深入分析了线激光传感器测量原理及坐标系统一的方法,并对所研发的线激光旋转扫描系统进行了数据测试及精度验证,结果表明,该系统测量精度高,测量速度快,稳定性好。     

高精度弹丸质偏心测试系统的设计

弹丸质偏心是弹丸性能的重要设计参数,它们的准确测量对于提高产品质量,提高发射准确性是必不可少的。为了提高其测量精度和效率,本文详细介绍了基于三点法的弹丸质偏心测量原理、计算公式和测量设备,分析了测量误差产生的因素,提出了一座多测试平台和自动调平以及弹体自动旋转90°的设计思想。给出的试验结果表明,这些方法极大地提高了系统的测量精度和试验效率,能够满足弹丸高精度质偏心测量的指标要求。该设备测量范围广、制造成本低,具有广泛的应用开发前景。     

一种转角精度检测方法及检测装置设计

为解决当前转角精度检测存的在检测设备昂贵或检测操作复杂或与直线位移精度检测系统不兼容问题,从检测理论、功能实现和检测方法操作方面入手,研发一种新的转角精度检测方法,再以降低检测方法操作难度,实现应用价值为导向,设计一种转角精度检测装置,最后以机床旋转轴应用,对转角精度检测装置结合转角精度检测方法的具体应用及工作原理作进一步说明.该转角精度检测方法具有主旋转校验器成本低、测量精度高、检测设备操作简单可靠、造价便宜及可与直线位移精度检测系统相互兼容等特点,同时该检测方法在双光束激光检测系统的基础上扩展,使该系统在具备机床直线轴的直线位移精度测量的同时,又获得了机床旋转轴的转角位移精度测量功能,使一套系统就具备多轴机床所有的位移精度检测需求,降低了工厂设备成本及测量应用成本,该方法的应用和普及,将满足现代高端机床特别是多轴数控机床、精密仪器设备在制造、使用、计量检验方面对转角精度检测的需求,助推高端工业母机战略规划.     

基于二维混合式位置编码的高精度测角

针对具有精密旋转轴系类的高端制造装备或精密测量仪器,其旋转角度采用传统圆光栅难以消除偏心误差对测量角度精度的影响,提出了一种基于二维混合式位置编码的旋转角度高精度测量方法。该测角系统由一个二维混合式位置编码盘、两个CCD相机和远心镜头组成,二维混合式位置编码盘被固定在精密旋转轴系上以获得其旋转角度。然后,建立了测角模型并从数学上证明了测角精度与安装偏心无关。利用多齿分度台对已提出测角系统精度进行检测,测量角度误差在±1″。最后,利用已提出测量方法对直驱转台的角度定位精度进行测量,角度定位误差在±5″内。与传统圆光栅测角相比,该方法不需要考虑安装偏心误差对测角精度的影响,具有稳定性好、使用简单等特点,可用于角度定位误差的检测。     

双目立体视觉测量系统的标定

考虑传统的自标定方法虽然无需场景信息即可实现摄像机标定,但是标定精度较低,故本文提出了一种新的大视场双目视觉测量系统自标定方法。该方法无需高精度标定板或者标定物,仅需利用空间中常见的平行线和垂直线建立摄像机参数与特征线间的约束方程,即可实现摄像机的内参数与旋转矩阵标定;同时利用空间中距离已知的3个空间点即可线性标定两摄像机间的平移向量。通过标定实验对本文提出的方法进行了验证。结果表明:该方法标定精度能够达到0.51%,可以较高精度地标定双目测量系统。由于避免了大视场测量系统标定中大型标定物制造困难,以及摄像机自标定过程中算法冗杂,标定精度不高等问题,该方法操作简便,精度较好,适用于大视场双目测量系统的在线标定。     

三维测量系统中基于圆锥拟合的旋转台轴线标定新方法

旋转台是三维测量系统的重要组成部件,其轴线的标定精度直接影响多视角测量数据的拼合效果。本文提出了一种基于圆锥拟合的高精度旋转台轴线标定新方法。该标定方法考虑了转台轴线与水平面不垂直的情况,把传统的旋转台标定参数由3个提高到6个。采用标准陶瓷圆柱作为标定物,通过将圆柱测量点云轴线进行最小二乘圆锥拟合、圆锥曲线方程标准化求解标定参数;仿真实验、旋转台标定实验、圆柱测量实验与航空叶片测量实验表明,圆锥拟合模型相比传统的圆柱拟合能获得更高的拟合精度。在圆柱标定实验中测量误差由0.042 mm降低到了0.032 mm,验证了本文方法在标定精度上的优势。     

基于莫尔条纹测量扭转变形角的方案研究

为了精确检测大型光电测量设备之间的三维变形,提出了基于双光栅干涉产生莫尔条纹测量的一种高精度光学测角方法。采用平行光管模拟设备,通过微调机械结构调节平行光管的扭转角来模拟三维物体的扭转变形,在独立的地基平台上进行测量实验。通过实验比较不同的设计方案,采用使CCD靶面在平行光管内像面处安装固定的实验方案;并采用滤波细化等图像处理方法对采集的莫尔条纹进行处理得到条纹宽度,进而根据条纹宽度变化通过数学模型计算出扭转变形量。实验结果表明,当微调机构使平行光管在±7'的视场范围内旋转时,该方案可以得到较为清晰的莫尔条纹图像,经过算法处理后,当莫尔条纹宽度在1615~1712 范围内时,扭转角的测量精度为4.3"(3 )。该方法满足了设备间扭转角高精度测量的要求,为提高光电测量设备的测量精度奠定了基础。     

数控齿轮加工机床的在机测量系统

基于齿轮渐开线轮廓面的构型机理和数控齿轮加工机床的运动功能,提出了一种齿轮在机测量方法,并开发了相应的在机测量系统。该方法在不增加额外的测量系统机械机构的情况下,充分利用数控机床自身的高速、高精密和高可靠性的伺服运动实现渐开线齿轮的齿形、齿向及齿距等误差项目的在机测量。在机测量实验表明了该系统的有效性和可行性,是齿轮在机测量中高效率、高精度、低成本的解决方案,构成了数控机床质量保证系统中的一个重要环节。     

全自动测量轴圆度的V形法测量系统研究

为了寻找一种结构简单、精度高、造价较低而且能全自动地测量轴圆度的方法,本文根据一般V形法的实际应用及测量精度,对一般的V形法测量系统进行了全自动化研究.本文介绍了V形法的测量原理、数据处理方法、全自动V形法测量系统的研究以及主要单元部件的构成.通过计算机控制、直流伺服电机带动被测轴旋转、计数码盘计算被测轴转过的角度、测微头自动拾取测量数据、计算机计算并输出计算结果,能够实现全自动测量轴的圆度,测量精度可达到十纳米级.     

基于PC机的动平衡机电测系统设计

设计了动平衡机电测系统,由信号处理板、通用数据采集卡和PC机组成.采用软件的方法实现整周期采样和不平衡信号的提取,使得系统不仅具有很高的测量精度和丰富的功能,并且还具有成本低的优点.     

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。     

高精密转台标定方法研究

针对特定情况下高精密大型转台定位精度的标定问题,提出了一种采用激光跟踪仪标定的方法,首先分析影响标定方法精度的因素,通过优化测量参数及采样策略,建立基于激光跟踪仪的最优标定系统,拟合激光跟踪仪测得点所在的三维平面,通过坐标变换将测量点转换到二维平面上,拟合转换后的数据得到圆心坐标,最后计算相邻测量点与圆心连线的夹角,与理论值进行比较,从而确定转台的定位精度。实验表明,标定系统的精度满足要求。该标定方法简单可靠,提高了高精密大型转台的标定效率。     

激光调阻机多档测量误差的软件自适应校正

为了减小激光调阻机测量系统的多档测量误差对阻值修调精度的影响,提出了一种基于有源单臂电桥测量原理自适应地校正激光调阻机多档测量误差的方法.通过测量和标定高精度标准电阻的测量误差,自适应地获取校正激光调阻机多档测量误差的系列修正值,进而用系列修正值对所有待修调电阻的阻值测量误差进行校正,达到进一步减小系统测量误差的目的.实践证明,在测量硬件电路保证高稳定性、微小波动性测量的前提下,应用该方法可使测量系统的精度指标达到:低阻区(R<100Ω)为±0.5‰;中阻区为±0.2‰;高阻区(R≥1MΩ)为±2‰.     

一种新型水松纸透气度在线检测系统

采用非接触式的检测方法，研制了打孔水松纸透气度在线检测系统，并进行了系统硬件和软件的设计，硬件系统主要由稳定光源、传动单元、检测单元、清洁空气单元、计算机等组成，本系统克服了离线式事后检测有能及时反映生产过程中出现的透气度不满足工艺要求，不能实时跟踪透气度的波动等缺点，对此新型系统的实验研究表明：系统检测精度高，运行稳定，促进了国内在这一技术领域的研究水平。     

基于LabVIEW的数控机床形位误差精密测量系统

为了实现对数控机床形位误差精密测量,采用扭簧表及大理石平尺搭建导轨直线度测量装置,以HEIDENHAIN绝对式直线光栅尺为定位精度测量硬件,PC端通过数据采集卡获取测量信息,并基于LabVIEW开发虚拟仪器,实现了对数控机床导轨直线度、定位精度和重复定位精度项目的测量;提出了一种基于LabVIEW平台构建数控机床形位误差测量系统的新方案。在相同的检测参数下,对同一台数控机床进行检测,并与激光干涉仪测量的数据比对,激光干涉仪采用GB/T17421.2-2000统计分析方法,实验结果表明,本系统具备较高的测量分辨率和测量精度。     

高精度超声波测距系统

介绍了利用超声波传感器实现无接触式空气测距的原理和硬件组成,并充分考虑到测量环境温度对超声波传递速度的影响,通过温度补偿的方法对传递速度予以校正,而且可以马上检测声波在现场的传播速度并被采纳,因此具有非常高的测量精度,能实时地将测量数据上传给PC机,具有硬件结构简单、工作可靠、测量误差小等特点,现该产品已经被上海造纸机械电控技术研究所用于造纸设备复卷机的旋转辊位移检测上,实践证明达到了各项指标的要求。     

利用胶片反射光的直接测光系统及其分析计算

普及型照相机测光系统中，测光在时间或空间上与实际曝光不一致，从而影响曝光量控制精度。利用胶片平面反射光的直接测光系统是一种与实际曝光量非常接近的测光系统，无时间差、无空间差，测光精度很高。本文较详细地分析了一种特殊用途照相机使用的高精度直接测光系统，对系统光能量计算作了详细分析，并给出了结论。