大尺寸自由曲面部件组合测量现场全局标定优化方法与应用

为了解决全局测量与局部精度控制的矛盾,为大尺寸复杂尺寸测量提供科学依据,研究了集成激光跟踪仪与光学扫描仪的组合测量及其全局标定。在扫描仪固定机构上建立了基坐标系,为激光跟踪仪提供了位姿观测基准。通过变换标定系统各组件的相对位姿以获取冗余观测数据,采用测量平差优化技术完成了扫描仪基坐标系与自身测量坐标系间的坐标转换关系的标定。此过程在测量之前完成,降低了对测量过程的干扰。利用激光跟踪仪实现了光学扫描仪的实时位姿监测,结合基坐标系标定结果实现了局部视角测量数据的统一转换。基坐标系的标定在测量之前完成,全局标定无需中介标定装置的辅助,减少了坐标转换环节并提高了测量精度与效率。对比实验表明,提出的全局标定与测量技术可有效地控制整体测量误差,能够满足飞机装配质量的在线检测需求。     

大齿轮齿形偏差测量方法研究

在齿轮测量中心上采用法线极坐标法测量大齿轮齿形偏差,仪器结构将过于庞大,影响测量精度。利用径向长度基准和回转基准生成渐开线,实现极坐标法测量大齿轮的齿形偏差,避免了使用切向长度基准。以渐开线原理为基础,建立了极坐标系下齿轮渐开线数学模型;结合齿轮测量中心的工作原理,给出了齿轮渐开线测量方程;根据齿形偏差的定义,得出了齿形偏差的测量方程;并对标准齿轮样板进行了测试实验。实验结果表明,在齿轮测量中心上采用极坐标法测量齿形偏差,测量精度满足生产实际的要求。     

任意不规则非匀质物体质心的测定方法

基于光学悬丝吊架试验台提出了一种运用丝牵引并联机构标定非匀质不规则形状物体质心位置的新方法。该方法首先对光学悬丝吊架试验台的工作原理进行简化建立基准数学模型,形成质心标定数学模型,随后针对质心标定数学模型进行静力学分析,通过坐标变换与矩阵运算方法获得在全局坐标系与局部坐标系下的解析解。并且针对此测量方法进行了测试试验,并对测量方法的主要误差来源进行了分析,最终提出了提高测量精度的有效措施。     

通用机器人视觉检测系统的全局校准技术

介绍了基于通用机器人的车身在线柔性视觉检测系统的工作原理和在复杂现场环境下使用激光跟踪仪和测量臂进行全局校准的实用方法。基于测量姿态的全局校准方法利用机械约束将传感器坐标系和靶标坐标系统一起来,实现测量姿态时传感器坐标系与系统基准坐标系的坐标转换。基于机器人运动学模型的全局校准方法利用机器人末端关节位姿可通过正向运动学获知的特点,在现场构建机器人基坐标系,并通过坐标变换获得与机器人运动精度无关的手眼关系,实现了任意姿态时的全局校准。实际测量的结果表明,应用两种校准方法后系统的重复性精度都十分理想,测量装置重复测量标准差和系统重复测量标准差分别为0.07mm和0.13mm,能够满足在线监控白车身加工尺寸变化的精度要求;系统进行坐标测量时的误差分别为±0.2mm和±0.8mm。     

三坐标测量机在自动化生产单元中的应用

本文主要研究了面向自动化生产单元在线测量技术,总控制系统与上下料机器人、测量机、数控机床和零点定位基座进行通信连接,基于零点定位系统实现测量基准与加工基准的统一,在总控制系统中,通过产品图号对零点定位托盘夹具、被加工零件的NC程序和三坐标测量CMM程序进行关联,建立一对一的对应关系;零件加工完成后,通过测量子坐标系进行零件自动测量,实现测量基准和设计基准的统一,从而实现了三坐标测量机在自动化生产单元中的典型应用,降低加工成本,提高生产效率,保证产品质量.     

基于单次成像的三维形貌拼接技术

针对大型物体的三维形貌测量,研究基于辅助靶标的三维形貌拼接技术,并在此基础上提出单摄像机单次成像求解转换矩阵的方法.该方法通过单摄像机单次成像,结合控制点的边长约束,求解出全局坐标系同局部测量坐标系的转换关系,进而将局部测量数据统一到全局坐标系下,实现拼接.此方法避免采用单摄像机多摄站测量时带来的繁琐操作以及产生的相关问题,大大提高拼接的速度,并且可以保证较高的精度.     

弧焊机器人典型工件几何建模研究

本文采用“搭积木”的思想提取复杂工件焊缝的特征信息 ,针对提取工件的特征信息提出并建立了焊缝的特征坐标系 ;对典型焊缝 (马鞍型 )基于AutoCAD的二次开发建立数学模型 ,推导出任意马鞍型曲线焊缝上任意焊点的特征坐标系在基准坐标系上的投影矢量 ,进而获取机器人焊枪尖端的坐标系相对基准坐标系转换矩阵。这些研究对空间焊缝的弧焊机器人离线编程提供了重要的技术支持     

飞机液压地面试验台安装的空间测量分析

研究了飞机地面模拟液压系统试验台的现场安装测量过程,提出了基于激光跟踪仪的现场安装环境布置和测量方法。通过构建基准点的基准坐标系和激光跟踪仪的测量坐标系之间的映射关系,建立三维坐标转换方程。应用最小二乘迭代法得出了坐标转换算法,并用MATLAB对该算法进行了仿真验证。     

便携式测量机在曲面件在机测量中的应用

为解决便携式测量机在机检测某模型件唇部曲面时因基准定位误差而导致测量结果偏差过大的问题,基于在同一加工坐标系下加工的简单结构基准测量件和坐标匹配算法,设计通过对测量数据与理论值的偏差计算,并对坐标系进行旋转和平移匹配,使测量数据尽可能地包容曲面CAD模型；实践证明,该方法有效地匹配了测量坐标系和加工坐标系,实现了机加过程的质量控制.     

激光跟踪视觉导引测量系统的全局校准方法

针对柔性装配中现有激光跟踪测量系统存在效率低、成本高、自动化程度低等问题,提出用单目视觉系统联合激光跟踪仪实现大尺寸组合式自主导引测量.为实现该系统的全局校准,提出了一种新的基于平面的全局校准方法,该方法通过获取靶标平面分别在视觉系统和激光跟踪仪坐标系中的平面方程,求解两坐标系间转换矩阵,完成系统全局校准.建立了数学模型,进行了算法仿真和全局校准实验.实验中测量30个不同位姿的平面靶标,并进行全局校准.结果表明,该方法操作简单,稳定性强,有实际应用价值,校准后平面法向量夹角、原点到平面距离的RMS误差分别为0.13°和1.50 mm.     

周向接触弧长对闸片温度场分布影响的研究

提出了热流分配系数受摩擦副周向接触弧长影响的观点;使用分段二次插值法确定了摩擦副周向接触弧长和热流分配系数随径向位置的变化关系;基于能量守恒法,计算和比较了2种不同热载荷下闸片的温度及其分布规律。结果表明:周向接触弧长随径向位置呈先增大后减小的变化规律,而热流分配系数的变化趋势正好与其相反;由2种不同热载荷计算得到的温度峰值发生时刻虽接近,但差值较大;温度在径向和轴向方向上的分布规律也不相同。因此,在摩擦副的热分析过程中必须考虑闸片结构带来的影响。     

应力多轴度对机械零部件破坏的影响研究

目前工程实际应用中大多是直接采用单轴试验的数据,没有考虑到应力状态的影响,这与构件实际应力状态不符,很多研究者对多轴应力状态下材料的行为进行了研究。介绍了应力多轴度对断裂韧性以及多轴应力状态对材料的疲劳断裂和蠕变失效的影响研究的最新进展,对几种具有代表性的多轴应力状态下破坏准则以及多轴应力状态下蠕变损伤准则做了简要的回顾,并进行简单的评述。     

基于AutoCAD校核图形尺寸准确性方法研究

为了满足企业在数控编程系统中对于图样信息准确性的需求,基于AutoCAD软件二次开发平台,利用C#.NET编程,建立校核图形尺寸准确性系统.研究在AutoCAD系统中实现校核图形尺寸准确性的方法,描述了该系统的主要步骤,并且以某工程图样为例,证明该系统的可行性,为满足企业对于图样信息正确性的需求,提供了一种简单有效的方法.     

基于SolidWorks建立轴承标准件库方法的探究

针对机械设计中大量使用标准件的问题,从建立轴承库入手,利用SolidWorks软件环境进行轴承的建模,对常用的几种建模方法进行了分析和探讨,提出了装配特征建模法.在此基础上建立了轴承标准件库,并阐述了库的实际应用.     

防腐剂在摩擦副表面的吸附性能探索

利用模拟轴承对润滑油中的防腐蚀添加剂进行吸附实验,通过对吸附前后润滑油的紫外吸光度的测量,表征实验前后润滑油中防腐剂的质量分数变化,进而证明摩擦副对防腐蚀添加剂的吸附作用;在含有定量防腐剂的润滑油中添加不同质量分数的抗磨剂,进行模拟轴承的吸附实验,通过紫外吸光度的测量发现抗磨剂对防腐剂在摩擦副表面的吸附性能有较大影响,说明防腐剂与抗磨剂在摩擦副界面存在竞争吸附效应。     

张力减径机轧辊孔型设计方法的研究

针对钢管张力减径机的轧辊孔型设计方法进行研究,建立了传统孔型、椭圆孔型以及圆孔型三种轧辊孔型设计的数学模型,采用面向对象的程序设计方法,用V isual Basic6.0作为集成开发环境,采用模块结构进行程序设计,传统孔型设计方法以减径率为依据来分配变形量,在孔型设计过程中不考虑壁厚的影响,椭圆孔型设计和圆孔型设计方法以延伸率为依据分配变形量,综合考虑壁厚和外径的影响,并进一步考虑到椭圆度曲线的调整和孔型尺寸的优化,从而设计出更加合理的轧辊孔型,为钢管生产厂家提供孔型自动设计系统。     

在机检测技术在航空发动机制造中的应用

美国康涅狄格州米德尔顿的普惠公司是大型商用喷气飞机制造商,它是在机检测技术(OMI)在喷气发动机零件加工领域的早期采用者.早在1990年,普惠就成立了由各部门人员组成的小组来发展和贯彻质量控制与自动工件检测战略.我们从风扇外罩壳(图1)这一大型、高价值的复杂薄壁零件的加工工艺入手,在Renishaw的帮助下完善了我们的方案.我们见证了在机检测技术是如何在柔性制造高价值零件中发挥效益的,详细过程如下.     

基于ANSYS的数控车床床身的动态特性分析

车床床身是生台机床的基础和支架,它的振动影响着零件的加工精度,由于PRO/E强大的建模功能及ANSYS的分析功能,本文在PRO/E中建立模型,在ANSYS中进行模态分析,提取了床身的前五阶模态,并分析床身的因有频率,振型及其动态特性.为设计者在床身的设计中提供理论依据,避免产生大的振型或者发生共振,从而保证整台机床的设计和加工精度.     

温度对尺寸测量的影响研究

分析尺寸检测中温度对测量结果的影响及控制措施,介绍传统的测量结果修正方法。如何确定恒温时间(以pro/e的动态温度显示及温差、时间变化趋势),以消除温度变化对测量结果的影响。     

基于OpenGL的沙尘暴天气仿真研究

自然景物的模拟一直是计算机图形学中的热门研究课题,文章深入研究和分析了沙尘暴发生时沙尘的形态及运动状态,以Microsoft VC＋＋6．0编译环境为开发平台,基于OpenGL图形库,采用粒子系统模拟沙尘颗粒的运动,采用雾函数模拟朦胧的环境,完成了沙尘暴场景的模拟,其模拟效果逼真。