提高坐标测量机精度和功能的多维测头

提高坐标测量机精度和功能的多维测头Ｗ．Ｌｏｔｚｅ１．坐标测量机测头坐标测量机的测头对坐标测量机整机的测量精度和功能有很重要的影响。现有光学非接触式和机械接触式Ｍ种形式的测头，如图１所、示。最常用的测头是通常所说的触发式测头，它可以在空间的任何方向去触...     

利用测头等效法确定激光单点测头的方向

提出了一种利用测头等效法和迭代标定法确定激光单点测头方向的方法。该方法通过求解从激光测头的一维坐标向三维坐标转换的变换矩阵确定激光测头在测量机直角坐标系中的方向。利用测头等效法将激光测头等效为接触式测头,保证它在标定过程中的测量值不变,使其能测量空间的一个固定点,从而确定了求解变换矩阵的“共轭对”;利用迭代标定法保证了“共轭对”的确定满足测头等效条件,使变换矩阵的解(激光束的方向)逐步趋近于理想值。实验表明,当测头的一维测量精度为0.0128mm时,利用变换矩阵转换得到的三维数据的精度为0.0173mm,这证明利用该方法所确定的激光单点测头的方向具有较高的精度。     

三坐标测量中测头半径误差分析与修正方法

三坐标测量机的工作效率和测量精度与测头密切相关,当测头接触到工件时,三坐标测量机接收的坐标值是测球中心点的坐标,测量软件将自动沿着测针从接触点回退的方向加上一个测球半径值作为测量值.如果探测点所在平面的法线方向与工件坐标系的任何一个坐标轴不平行时,被修正点并非真正的接触点,这样就造成了补偿误差.通过对三坐标测量机工作原理和测头误差所产生的原因的分析,给出了在实际测量过程中应采用的几种修正测头误差的方法.     

对发展坐标测量机测头的新思考

本文从历史发展角度评价坐标测量机各类测头优缺点，从几何量测量发展角度分析坐标测量机测头的发展方向战略，认为应当将发展扫描或测微测头作为主攻方向，在具体研制中要采用发散型思维方式，冲破原有的思维框框另辟踩途，否则不能有突破性进展。     

坐标测头技术及应用

测头系统是测头及其附件组成的系统．测头是测量机触测被测零件的发讯机构，它可以输出开关信号，亦可以输出比例模拟信号，它是坐标测量机的关键部件，测头精度的高低很大程度上决定了测量机的测量重复性及精度。坐标测头技术近几年发展很快．尤其是扫描测头和非接触测头。     

坐标测量机不同角度测头一致性的控制

在测量复杂零部件时,坐标测量机往往需要运用多个角度的测头才能完成一次测量任务。在测量过程中,操作人员通常只关注单个测头的误差,却忽略了不同角度测头相互之间的联系,引起误差。因此,不同角度测头的一致性必须加以控制。     

关节式坐标测量机激光测量头参数标定

在三维视觉测量中,标定方法对测量结果的影响是决定性的.本文通过分析、比较各种视觉模型及标定方法,采用考虑镜头畸变因素的三维视觉模型以满足高精度测量系统的需求.由于关节式坐标测量机的激光测量头,使用单摄像机和线结构光来匹配被测物体表面的三维数据,本文设计了一种新型的阶梯形标定块,通过标定块图像和激光条纹图像完成了摄像机的内外参数标定和激光平面参数标定.实验证明,该标定操作过程简单,易于实现自动化,且具有较高的标定精度.     

PMC650坐标测量机自动校准方法研究

三坐标测量机机械测头的校准过程数据繁多冗长,费时费力且容易出错,针对德国马尔公司生产的PMC650坐标测量机,研究了其机械测头及同轴光学测头的自动校准方法、不确定度分析及其自动校准软件,自动实现坐标测量机的校准功能.数据分析表明,该软件操作简单,测量精度高,同时对机械光学测头同轴校准方法做了研究探索.     

单相机光学三坐标测量系统测头半径标定方法

精确、快捷的测头半径标定是单相机光学三坐标测量系统实现在线测量的重要前提。本文提出一种基于高精度圆柱孔特征的测头半径标定方法。首先,将测头在高精度柱孔表面均匀采样多个观测点。其次,利用圆柱面拟合方法,得到观测点够构成的虚拟圆柱面,并估计出其参数。最后,将高精度柱孔与虚拟圆柱面的半径之差作为测头半径标定结果输出。实验结果表明,该方法可以在单相机光学三坐标测量系统在线测量过程中实现快速准确的标定,标定误差为0.0371mm。     

具有自动功能的新型坐标测量机用经济型测座

Renishaw最新推出了用于自动坐标测量机（CMM）的RTP20紧凑型测座。这种低价位经济型测座具备“机动”测座的功能，配有集成的TP20触发测头。世界领先的坐标测量机传感技术供应商Renishaw推出了RTP20（“绕杆式”）测座。它是一种独创的配有集成测头传感器的经济型测座，具有机动测座系统的功能及优点。它基于Renishaw现有的MH20i测座．能够进行以15度为增量的自动重复定位，配用集成的TP20触发式测头，为自动坐标测量机提供了一个灵活的触发测头系统．将显提高测量能力。     

坐标测量机上标准球的校准

在坐标测量机(CMM)上进行零部件测量工作时,需要使用不同尺寸和结构的测头。测量前,这些测头都需要校准,以确定测头半径。在大部分CMM上,此校准为对一标准球进行测量,球的中心表示坐标测量机机器坐标系的原点。球表面上的点的选择和拟合球的优化算法都会影响球心的定位误差。并且此误差会影响到所有随后的测量结果。本文拟对在CMM上进行标准球校准时的有关问题进行分析讨论。     

整体叶盘测量机参数标定的关键技术

为解决整体叶盘生产过程中原位检测的问题,设计了专用的关节臂式坐标测量机.该测量机采用具有直线-直线-旋转运动的结构形式,在有限的运动空间内实现了较大范围的测量,满足了测量需求.为标定测量机直行轴与旋转轴之间的平行度误差,提出用平台和方尺作为水平面和铅垂面的实物体现的标定方法,该方法简便易行.经过标定与误差补偿,测量机的测量不确定度小于0.01 mm,符合设计要求.标定结果良好的重复性证明了该方法的正确性.     

回转扫描测头系统的数学模型

本文提出了PH9/PH10回转体和扫描测头安装姿态的概念 ,建立了三坐标测量机回转扫描测头系统的数学模型 ,根据模型可一次性标定测头 ,从而在三坐标机上实现了扫描测头转位测量。     

坐标测量机进行曲面测量的方法和不确定度分析

坐标测量机在使用测头进行测量时，从控制系统传送到坐标测量机软件中的测针球中心点的坐标，这个值距离我们所需要的测针与工件的接触点相差一个测头半径，要想得到这个接触点的坐标就需要用软件来进行处理，也就是“测头半径补偿”。在测量机软件进行测头半径补偿时，对不同的元素有不同的方法。在测量圆时，软件首先使用球心点计算出一个圆，然后判断是内圆还是外圆，如果是内圆就在圆直径上加上测针球的直径（校正后的等效直径），反之就减去球直径。球、圆柱、椭圆、圆锥等都采用了这种算法。平面则是首先用球心点计算出平面，然后沿法向矢量相反的方向减一个测球半径。点元素的补偿方法比较特殊，如果软件单纯沿法向矢量进行半径补偿，当测点的方向没有沿工件表面的法向，就会出现余弦误差，所以在测量软件中将点元素的半径补偿强制为沿坐标轴方向，如果没有零件坐标系，就沿机器坐标系轴向补偿。在测量前的测头校正时，每一个测头只进行5次校正测量，在沿这5个位置的方向接近测量时，测量软件只能用坐标系进行矢量补偿。     

三座标测试技术在生产中的应用

文章对三座标测量机在生产中的应用作一些基本阐述 ,对如何保证测量的准确性从几个方面加以分析 ,首先是测头的标定以及在标定过程中须注意的问题 ,其次对基本元素的测量方法及座标参考系的建立作了简要说明 ,根据在生产测试中遇到的问题以及与同行技术交流中的体会针对薄壁孔同轴度和短圆弧直径的测量误差进行了具体分析 ,对测量机的发展趋势作了简要概述     

基于距离约束的关节式坐标测量机蛙跳测量方法研究

针对关节式坐标测量机(ACMM)在大尺寸工件的检测过程中测量范围有限且误差较大的问题,提出了一种基于距离约束的ACMM的蛙跳测量方法。在ACMM进行坐标转换的过程中,利用蛙跳球作为公共基准点,用高精度的三坐标测量机对蛙跳球之间的空间位置关系进行标定。在计算坐标转换参数的过程中,将任意两蛙跳球之间的位置关系作为距离约束条件,消除测量过程中产生的粗大误差并优化坐标转换模型的参数,以提高坐标转换精度。实验结果表明:距离约束能够有效地提高坐标转换参数的精度,同时增加公共基准点的个数会较大地提高蛙跳测量精度。     

杆长误差对并联坐标测量机测头运动误差影响的分析

在并联坐标测量机中,杆长误差是主要的误差源之一。结合所研发的3-PUU并联坐标测量机,通过建立测量误差模型,从理论及仿真角度分析杆长误差所引起的测头运动误差,进一步分析各坐标方向的测头运动误差对样机测量精度的影响。在此基础上设计专门的实验,实验结果表明,杆长误差引起的动平台位置、姿态误差对测量误差的影响度不同,并且位置、姿态误差转变的测量误差分量之间在工作空间内不同位置并非呈现单一误差累积或者误差平均,在不同坐标方向上测量误差的分布规律也不同。     

坐标测量机激光非接触式测头的研制

本文介绍适用子精密大型测试仪器──坐标测量机的激光非接触式测头的研制。该测头采用ＰＳＤ作为敏感元件并采用单片机技术完成对测量数据的处理。     

DEA点位三坐标测量机测头标定,校正自动化

DEA点位测量机较适合我国国情。因此，受到我国工业界的青睬。但它有个明显的不足，即测头管理（标定和校正）仍然使用手工采点，尽管该机《应用手册》P．26给出了半自动方式，由于在实际校正之前动态半径的数值是未知的，故此方式实际上是毫无使用价值。手工采点管理测头对保证零件测量准确度、缩短工时、方便操作和降低工作人员的疲劳度等均不利。而且，测头管理的手工采点与测量机自身的自动化功能也不相称。为此，笔者编制了一套自动化软件，该软件可以自动标定和校正测头，而且操作简便、节省工时、消除了上述人工来点的缺陷。现将本…     

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^-4mm。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。