齿轮测量中心误差补偿研究

齿轮测量中心机械结构存在制造和安装误差,在测量时产生的运动误差影响齿轮测量精度。针对自主开发的HY 300型齿轮测量中心,为减小齿轮测量中心的几何结构误差对测量精度的影响,应用多体系统拓扑分析方法,分析并指出了测量中心的27项几何误差参数,对齿轮测量中心的各个部件进行运动学描述,建立了系统的拓扑结构和几何运动误差模型,推导出包含27项几何误差的精密测量方程式和不含误差的理想测量方程式,为后续测量中心齿轮测量结果的误差补偿和仿真分析提供理论基础。     

基于平面光栅的机床几何误差测量与辨识

几何误差是影响数控机床准静态精度的重要因素,针对几何误差测量、辨识问题,提出基于平面光栅的面—线机床空间几何误差辨识方法。依据多体系统理论和齐次坐标变换方法建立了三轴数控机床21项几何误差元素与3项误差向量之间的映射关系;规划了3个相互垂直的平面内的测量路径和辨识方案,通过单轴运动和两轴联动的形式可连续测量每个平面内的5条直线,进而依次确定垂直度、俯仰和偏摆误差、定位及直线度误差、滚转误差,减少了多次安装过程中安装误差累积对测量结果的影响;通过基于面—线法的21项几何误差测量和辨识实验,并与基于激光干涉仪测量辨识结果对比显示,平面光栅测量结果与激光干涉测量结果的空间误差向量最大偏差为2.4μm,平均偏差为0.77μm,验证了该方法对辨识机床精度是准确、有效的。     

远距离三维坐标测量中双目视觉系统结构参数的优化

针对双目视觉系统对远距离大视场复杂地形环境下目标点三维坐标的测量,研究了优化系统结构,提高双目视觉系统坐标测量精度的方法。分析了系统结构参数对测量精度的影响,通过在监测区域内设置靶标对系统进行标定。测量时,将获取的目标点图像信息代入测量模型进行解算,从而获得目标点的空间三维坐标。仿真分析了系统结构参数中调平传感器精度以及系统布局方式对三维坐标测量精度的影响,得出了其误差影响趋势。在此基础上,提出系统调平传感器精度为±0.1°的要求以及系统合理的布局方式,为构建双目视觉测量系统的布局提供参考。对直径200m的区域进行了监测,结果显示目标点的相对定位误差均小于0.33%,满足系统的精度指标要求,同时使得系统现场架设更加方便快捷,避免了盲目性。     

基于激光干涉仪的旋转轴误差快速检定方法

为了提升五轴数控机床各旋转轴精度,解决旋转轴几何误差难以测量的问题,提出了一种基于激光干涉仪的旋转轴几何精度快速测量方法。该方法针对AC双转台和BC摆头转台的结构特性,采用旋转轴与直线轴联动的测量技术,可以避免传统测量方法对旋转轴中心的依赖性,推导了测量中直线轴转角误差与直线度对旋转轴几何误差约束关系,在保证精度的同时减少了测量过程中的设备安装调试时间,实现了五轴机床旋转轴转角误差、重复转角误差以及反向间隙的快速测量和补偿。对实际五轴机床AC双转台几何精度进行检定,提高了旋转轴的几何精度,实验证明该测量方法具有很强的工程应用价值。     

数控机床空间定位误差检测新方法研究

介绍了一种基于激光多普勒位移测量技术的机床几何误差测量辨识新方法,即激光矢量分步对角线测量法.该方法和传统的体对角线测量技术相比较,该方法能够取得3倍的数据,可以方便而快速地检测出机床的体积定位精度,并且能够获得足够的信息用于分离各误差元素,进而可以对其进行体积定位误差的补偿,大幅度提高了数控机床加工精度.     

基于激光跟踪仪的数控机床几何误差辨识方法

激光跟踪仪作为一种三维测量仪器在工业测量中得到广泛应用,利用激光跟踪仪采用多站分时测量方法实现数控机床几何误差的快速、高精度检测.该方法通过控制机床按设定的路径在3D空间进给,一台激光跟踪仪先后在不同的基站位置对机床相同的运动轨迹进行测量,基于全球定位系统(Global positioning system,GPS)定位原理,确定基站的相对空间位置与各测量点的空间坐标,然后辨识出机床的各项几何误差.通过建立多站分时测量机床精度的数学模型,给出多站分时测量的算法原理,并推导出机床各项误差的分离算法,同时通过仿真验证该误差分离算法的可行性.试验表明,激光跟踪仪采用多路分时测量方法在4h内完成对一台数控铣床的精度检测,并分离出铣床的各项误差,该方法具有快速、精度高等优点,在中高档数控机床的精度检测中具有一定的应用前景.     

机床的几何精度和测量(上)

从机床的精度与误差、精度标准、几何误差分析等方面论述了机床误差形成的机理,讨论了机床静态几何精度、误差模型的建立以及误差的测量和补偿方法,提出了机床静态精度设计的基本原则,并对激光干涉、激光跟踪、球杆仪等新型测量方法和手段在多轴空间误差测量、回转轴误差测量等方面的应用进行了介绍.     

转台-摆头式五轴机床几何误差测量及辨识

为降低转动轴几何误差对转台-摆头式五轴机床精度的影响,提出了基于球杆仪的位置无关几何误差测量和辨识方法。基于多体系统理论及齐次坐标变换方法建立了转台-摆头式五轴机床位置无关几何误差模型,依据旋转轴不同运动状态下的几何误差影响因素建立基于圆轨迹的四种测量模式,并实现10项位置无关几何误差的辨识。利用所建立的几何误差模型进行数值模拟,确定转动轴的10项位置无关几何误差对测量轨迹的影响。最后,采用误差补偿的形式实验验证所提出的测量及辨识方法的有效性,将位置无关几何误差补偿前后的测量轨迹进行比较。误差补偿后10项位置无关几何误差的平均补偿率为70.4%,最大补偿率达到88.4%,实验结果表明所提出的建模和辨识方法可用于转台-摆头式五轴机床转动轴精度检测,同时可为机床精度评价及几何精度提升提供依据。     

飞机数字化测量网络布站设计

考虑大尺寸、高精度要求的飞机或特殊机型飞行器需要采用多仪器组合测量网络来完成数字化测量任务,本文对测量网络进行了最优布站设计.介绍了传统的飞机调平理论,提出了飞机数字化调平变换算法,并建立了其不确定度模型.通过不确定度分析和误差依赖性仿真得出飞机各基准点不确定度和水平点位置对测量不确定度的影响.结合由激光雷达、iGPS组成的飞机数字化测量网络的测量特性,提出了飞机数字化测量网络的最优布站设计方案.对某机型飞机水平测量实验验证表明,经布站优化设计后的测量结果精度为0.402mm,提高了约20％.结果显示提出的布站设计方案有效、可行,其分析方法为寻找高准确度、高效率的飞机数字化测量的布站设计提供了参考依据.     

超精密机床激光干涉测量系统误差分析及补偿

详细分析了超精密机床加工中,激光测量系统误差组成及其产生机理,给出了有效的修正和补偿手段.影响激光测量系统精度和重复精度的主要误差因素可分为3类：内部误差、环境误差和安装误差.通过实例分析精密机床四轴激光测量系统,设计出了四轴激光测量光路,实现超精密工作台的X、Y、Rz三自由度位置反馈,给出了影响测量精度的误差因素以及对系统精度的影响大小.     

In-process out-of-roundness measurement probe for turned workpieces

A new in-process and non-contact probe is proposed to measure the diameter and the roundness of turned workpieces. The initial probe discussed in previous publications exhibited diameter measurements with good accuracy (uncertainty 5 μm over 100 mm). This paper discusses the implementation of roundness measurement into the initial probe and its performance. The principle of the roundness measurement is based on the relationship between the displacement and the light intensity. The probe delivers a maximum error of 0.5 μm with an uncertainty of 1 μm for roundness measurement over a range of 100 mm diameter.     

激光跟踪运动物体空间坐标测量系统研究

基于激光跟踪干涉测量法建立的柔性三坐标测量系统能够有效地解决运动物体 (如机器人手臂、数控机床刀具 )空间位置测量 ,并且有望获得高的精度。讨论了球坐标法激光跟踪干涉动态测量 ,给出了测量原理和系统构成 ,建立了数学模型和实验。     

非接触测量规范的建立方法研究

从激光式测量和影像式测量这两大类非接触测量出发,运用非接触测量机开展测量工作,得到了一个完整的非接触测量流程,并且对测量不确定度进行了分析,最终建立了一套完整的非接触测量规范,并通过相关的实验验证了该规范的可行性。     

纳米测量技术研究的若干进展

对纳米测量的长度测量、粒度测量、测量标准、测量仪器及其与计算机通讯及网络技术的结合等方面进行了讨论，并对纳米测量国际学术会议及纳米测量的有关技术进行了综述。     

三维信息测量技术研究

将测量技术分为接触式和非接触式两大类,先介绍了接触式测量中的三坐标测量机的相关技术,再介绍了非接触式测量中光学和非光学测量所包含的几种主流的三维测量方法的原理,重点讨论了非接触式测量中光学测量方面的几种测量技术。     

Fiscal measurement and the effects of atmospheric pressure variation: Small deviations and large risks

The production and transport of liquid and gaseous hydrocarbons have always been the object of studies to improve technologies and procedures, as they involve large volumes and high-value goods. There are several procedures, rules and regulations applied to the measurement of fluid flow, but its applicability may involve significant operating costs. The balance between requirements and costs led to the use of gauge pressure transmitters instead of absolute pressure gauges and assuming a constant atmospheric pressure value for parameterization of compensation algorithms. This solution simplifies the calibration process but can potentially impact measurement uncertainties because atmospheric pressure is not constant. This work quantifies these impacts and concludes that, for gas systems operating below 2000 kPa, the use of absolute pressure transmitters or the incorporation of in-line atmospheric pressure gauges is recommended. Above this value, the effects of atmospheric pressure variation do not have as much impact, but even in these cases the final uncertainty estimate of the measured gas volume must consider this source of additional uncertainties.     

圆度误差检测方法现状与展望

介绍了目前的圆度误差检测方法的原理和特点,着重讨论了近年来出现的新型圆度误差检测手段,最后展望了圆度误差检测方法的发展趋势。     

声光调制技术及其在精密测量中的应用

近年来,声光调制技术的应用越来越广泛。由于声光衍射测量是非接触测量,因而具有适应性好、精度高、测量时无需接触被测物体等优点,使其在精密测量方面有着很好的应用前景。文中首先介绍了声光调制的概念及其工作原理,然后介绍了声光调制技术在精密测量方面的应用,包括声光调制在速度测量、激光波长测量、频率测量及折射率测量等方面的应用。     

精密微小内尺度测量技术研究进展

针对微小内尺度的精密测量问题介绍了非接触式、补偿式与瞄准触发式等几种测量新技术。分析了每一种测量技术的测量机理,通过对其结构设计分析得出该技术适用的测量范围,并对其测量性能进行了讨论;重点分析了瞄准触发式测量技术,并对其性能进行了比较。最后对微小内尺度的精密测量发展方向进行了总结。     

Intelligent measurement in clinical medicine — Analysis and examples

The paper analyses the concepts of intelligent measurement and instrumentation in relation to artificial intelligence. It describes examples of the application of intelligent measurement in clinical medicine: in particular, inferential measurement, the learning of patterns and measurement interpretation and its use in decision support in the total medical information system.