关节轴承内圈球面直径尺寸测量仪的研制

以前测量关节轴承内圈外球面直径尺寸,只是测出某一截面直径尺寸,无法测出真值;使用该仪器后,可测出球面直径尺寸的真实值。     

关节轴承内套球面球径差测量方法的改进

对于关节轴承内套球面球径差的测量,目前尚无正规仪器。本文在关节轴承内套球面球径差的测量问题上提出了一种可行方法,即可以在D051仪器上进行测量,这与用千分尺测量相比,在效率与测量精度方面均有很大提高。文内对误差作了一定深度的分析。     

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。     

机器人柔性扫描测量系统标定方法

为了实现复杂工件的在线快速测量,开发了一种基于工业机器人与结构光扫描仪的柔性测量系统,结构光传感器安装在机械臂末端。针对该系统整体测量精度不足问题,提出了一种基于距离约束的手眼关系参数和机器人运动学参数联合标定方法。首先,通过机器人单轴旋转与基于罗德里格矩阵的算法实现手眼关系初始标定;然后,建立了基于距离约束的误差模型,通过Levenberg-Marquardt算法辨识系统参数,保证了参数辨识的准确性和鲁棒性,最终实现了对手眼参数误差和机器人运动学参数误差的修正。基于KUKA机器人和结构光扫描仪进行了标定和测量试验。试验结果表明,在机器人的工作空间内,距离误差的最大值由0.889 3mm降低到0.424 9mm,平均值由0.778 4mm降低到0.385 2mm,验证了该标定方法的有效性。     

用相关图保证球面磨削精度

采用切入法磨削关节轴承的外凸球面时,如何确定砂轮凹形圆弧周面上的曲率半径,是保证工件球面直径差精度的关键问题。本文通过数学分析,介绍了用相关图来确定最佳砂轮曲率半径R值。     

工件尺寸激光超声测量系统设计研究

针对零件加工过程中工件尺寸在线测量问题,采用激光超声测量技术,提出了激光超声测量方案,建立了激光超声在线测量工件尺寸的实验系统,并进行了实验研究.实验结果表明,该系统能很好地应用于工件尺寸的在线测量,测量效率高,结构简单,安装调试容易,便于操作,易于实现完全非接触式在线测量,且具有较高精度,实际测量误差为2.64％.     

虚拟式加工中心在线检测仪

设计了一种用于工件在线测量的虚拟式检测仪,从工件CAD图提取测量信息并自动生成检测宏程序,对测量数据分析后给出检测结果。对测头系统误差和评定算法误差进行了分析,提出了一种通过标定测头有效直径来补偿测头预行程误差的方法。对比验证后表明,虚拟式在线检测仪能进行较高精度的测量。     

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。     

球坐标测量系统几何误差辨识及补偿方法

几何误差是影响球坐标测量系统精度的重要因素,误差补偿技术是提高其测量精度的有效方法。本文针对球坐标测量系统几何误差辨识及补偿问题,提出一种基于高精度球面靶标标定的误差辨识方法。首先,基于Denavit-Hartenberg方法建立球坐标测量系统误差模型;其次,分析基于高精度球面靶标标定的误差辨识原理;最后,运用该标定方法进行几何误差辨识仿真试验,并具体分析影响误差辨识精度的因素。仿真结果表明,基于高精度球面靶标的标定方法可以辨识出7项几何误差,经过误差辨识和补偿能够提高球坐标测量系统的球面面形测量精度。     

数字式球面干涉仪的设计与功能

本文介绍在SPG-Ⅰ和SPG-Ⅱ型数字干涉仪的基础上最近又研制成功CQG-Ⅰ数字式车间球面干涉仪的情况。菲索型的球面共心干涉系统,用立式承座支撑样板与工件,可以快速在监视器上显示光圈数;也可以在微机上显示局部误差的PV值与Rms值,测量精度为λ/20。仪器口径为φ60mm,F数为10～0.74,仪器的标准镜头引用了非球面及仪器采用双工作台,从而,使仪器的质量及功能均有提高与扩大。     

在线外磨圆表面连续测量仪

为了满足当前磨削加工过程中对于工件进行精确测量的需求,文中提出了一种在线外圆磨连续测量装置的设计方案.在对零件加工过程中,通过差动变压器式位移传感器来测定加工余量的方式,通过一系列的信号处理电路,将传感器的信号输出转换为各种特定的输出电信号,当达到要求加工尺寸时测量仪器会发出相应的报警信号,提醒操作者改变进给量或者退刀,甚至直接控制磨床执行相应的动作.该测量仪表的测量范围Φ30～Φ200 mm,重复精度可达1μm,通过实践检验该测量仪对提高磨削加工精度,保证工件质量有着显著的效果.     

In-situ deflectometic measurement of transparent optics in precision robotic polishing

In the ultra-precision manufacturing of large optics, industrial robots have the potential to become an intelligent and economical choice of surface polishing. However, the transport of the workpieces between the polishing platform and the measurement instrument seriously limits the manufacturing efficiency. Therefore, an in-situ measurement system based on the monoscopic deflectometry is developed to determine the form quality of the optical lenses during rough polishing. Stray light reflected from the lower surface of transparent lenses may degrade the measuring quality, thus an effective absolute phase retrieval algorithm is developed to decouple the superposed fringes associated with the upper and lower surfaces. Then, the form of the upper surface under polishing can be reconstructed to guide the subsequent polishing. Experimental results demonstrate that the accuracy of the method is comparable to that of the coordinate measuring machine, consequently the manufacturing efficiency and reliability of large optical workpieces can be greatly improved.     

筒形件姿态的非接触无靶标自动综合测量及求解

在筒形件自动化对接过程中,需对其姿态进行无靶标精密测量和调整。本文采用激光轮廓传感器对被测件进行扫描获得点云数据,推导得出点云数据的直线拟合公式,并进行了姿态拟合求解。基于蒙特卡洛数值模拟,对筒形件的轴线拟合法和母线拟合法进行比较,并根据两种方法各自的优缺点,提出采用轴线拟合法求解俯仰角、母线拟合法求解偏转角的综合测量求解方法,显著提高了姿态测量精度。此外,探讨了截取椭圆个数、每个椭圆上的轮廓点数与姿态求解精度之间的关系,为在满足测量精度的同时兼顾测量效率提供了参考依据。最后,利用原理样机和激光跟踪仪进行了测量实验。实验结果显示,轴线姿态角测量的绝对精度优于0.02°,标准差低于0.01°,由此证明了本文方法的有效性和准确性。     

基于并行共聚焦显微系统的物方差动轴向测量

差动共聚焦显微成像技术可以获得很高的轴向测量精度,然而已有的差动共聚焦测量技术主要适用于激光扫描共聚焦,还不能满足微纳加工过程中对工件进行非接触式的在线、在位测量的要求。本文在分析差动共聚焦显微成像系统能够实现轴向测量原理的基础上,提出了适用于并行共聚焦技术的轴向测量方法。该方法利用均匀白光照明,在像方只需要使用一台相机做探测器,在物方通过移动载物台分别对样品在焦前和焦后两次成像,根据预先刻度好的差动曲线就可以得出物体表面的高度。理论模拟与实验结果均表明,该方法可以实现高精度的轴向测量,对500nm的台阶样品测量的平均误差为2.9nm,相对误差为0.58%。该方法简单、廉价、测量精度高,可以用于普通显微镜,易于实现样品的三维快速形貌还原与测量。     

Measuring radial pressure distributions of piston rings based on partial-thin-walled cylinder

The measurement of radial pressure distribution of piston rings is very important for minimizing the wastages of lubricating oils and hence the lower gas emissions; for improving the friction status to reduce the gasoline consumption and for the reasonable heat transfer efficiency for the desired accuracy levels. For accurate and efficient measurement of radial pressure distribution of piston rings, a new PC based prototype instrument based on a partial-thin-walled cylinder sensor is designed and developed. The present paper describes the details of the measurement principle, hardware and software of this instrument. The measurement results thus obtained using the proposed instrument during experiments performed on a conical ring of diameter 110 mm and a drum ring of diameter 120 mm, are quite accurate, consistent and repeatable within the desired level of accuracy.     

一种快速检测粮食水分的数据处理方法研究

提出一种快速检测粮食水分的数据处理方法,给出了利用单片机定时／计数器求脉冲信号频率的算法程序,搭建了频率和粮食水分的教学模型,设计了利用RS-485的数据通信方案.系统采用ATmega128单片机为处理器,以满足处理大量数据的需求.实际应用结果验证了这种数据处理方法,具有较好的测量准确性和稳定性.     

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     

Repetitive Measurement and Compensation to Improve Workpiece Machining Accuracy

Achieving workpiece high accuracy at low cost is one of the greatest challenges in the manufacturing industry. A repetitive error measurement and compensation scheme to improve the workpiece diameter accuracy for machining centres is des-cribed. The scheme entails an on-machine measurement and error compensation technology between machining processes. The workpiece diameters are measured along the workpiece length by using a fine touch sensor. The workpiece diameters in the compensation program are modified for implementation of next pass error correction. The technology is realised on a CNC turning centre. This method works well in hard machining and turned workpieces with large length–diameter ratios where the machining process induced errors are significantly greater than errors from other sources. It demonstrates that the work-piece can obtain maximum possible machining accuracy by this repetitive measurement and compensation technique.