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...     

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。     

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.     

坐标测量机标准球原理及测头标定方法研究

<正>坐标测量机测头标定是测量过程中非常重要的一个环节,在标定过程中产生的误差将影响最终的测量结果,特别是标定不同位置、角度和长度的测头时,标定结果的准确性显得尤其重要。在后续的测量过程中发现问题,再重新标定测头,将会增加较大的工作量,降低工作效率。一、测头标定的原因坐标测量机测头需要标定的原因主要有以下4个方面:     

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。     

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。     

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.     

动态计量技术发展中的几个关键问题

经过几十年的发展,动态计量技术已经初见成效.但由于工程动态测量的复杂性,现有计量技术在理论框架、计量特性表征、工程测量应用等方面表现出其局限性,其未来发展方向是一个值得研究探讨的问题.针对面向工程应用的高精度动态测量需求,本文从动态测量全技术链的角度对动态计量技术进行全面审视,结合国内外相关研究情况,探讨分析了定义与范...     

基于石英音叉探针的原子力显微镜测头开发

基于石英音叉探针开发了一种自感应原子力显微镜(AFM)测头。该测头通过自身输出电信号检测悬臂振幅变化,无需外部光学检测部件,易于集成。针对测头设计了微弱电流提取及寄生电容补偿电路。利用商业化锁相放大器实现了对测头幅度信号的获取。在此基础上对测头在调幅模式下的力-距离曲线和分辨力进行了测试。利用锁相放大器内置的PID模块实现了调幅模式下对样品表面形貌的测量。实验证明,该测头灵敏度为0.624 mV/nm,分辨力优于2 nm。     

设计思维的哲学探究

目的 以哲学为基础,从设计思维的本质深入研究,重新诠释设计思维,以期从哲学范畴加深对设计思维的理解,明确设计思维存在的意义,探索设计思维的发展趋势和方向。方法 以技术哲学、设计哲学、认知哲学、哲学人类学为基础,通过国内外相关文献的研究和案例搜索,在哲学上解读设计思维的本质,在思辨中加深对设计思维的认识,从而确定设计思维的发展方向。结论 阐明了设计思维和哲学之间的关系,加深了对设计思维在技术哲学、设计哲学、认知哲学和哲学人类学视角的本质理解,拓宽了设计思维的研究方向和思路,明确了设计思维的发展现状及存在的问题。设计思维是解决复杂问题和普及设计进入大众生活的重要途径,未来在诸如人工智能、协同创新等跨学科的领域仍存在很大发展空间。     

路面平整度检测技术及其发展现状分析

随着我国交通事业的迅速发展,对公路性能的要求也越来越高,公路的等级需要进行严格地评定.而路面平整度是评价公路性能最常用的指标之一,如何对其进行快速精确的测量一直深受关注.文章首先介绍了平整度提出的原因、意义,并解释了目前在公路平整度检测中使用最广泛的指标--国际平整度指数.然后分析比较了目前几种典型的平整度测量仪,最后讨论了目前平整度测量方法存在的问题、解决方法及发展方向.     

三坐标测量机测量路径自动生成的研究

测量路径的自动生成是现代三坐标自动测量机软件系统的一个重要功能。测量路径即测量机执行测量任务时的运动轨迹，由测量点、定位点和触测方向的序列组成。本文研究了截平面法生成理论测量路径和计算测量点，给出了简单稳定的方法计算测量点，计算定位点的算法采用了等距法。     

原子力显微镜的双探针接触测量研究

为实现双探针原子力显微镜的探针对准,用探针A对探针B的成像进行了深入的研究。首先对音叉探针进行有限元仿真,分析探针的机械特性。其次用锁相放大器获取探针的幅度和频率信号,让探针接近样品（硅片）以获得系统的分辨率。最后在YOZ平面用探针A对探针B扫描成像,逐步缩小扫描范围并同时减小扫描步进。实验表明,探针的分辨率优于1 nm,双探针对准精度可达5 nm。     

Circuit analyzers with probe measuring converters

A method of measuring microwave circuits using probe measuring transducers is proposed. The history of the development of probe measuring instruments is analyzed. A mathematical model of the converter, calibration procedures and measurements of the components of a coaxial channel are considered, and experimental results are presented.     

Properties of one-sided probe heads on double-layer perpendicular recording media

The perpendicular recording mode is still a candidate for obtaining higher densities. Best recording results on a double-layer (DL) medium must be expected from using a probe head (PH). This contribution provides an analysis of the write-read performance of one-sided PHs that do not use an auxiliary pole on the back of the medium. Analytical as well as numerical models were used to calculate the effects of saturation and medium thickness on the write fields. Experimental verification of the modeling results was obtained by measuring the wavelength response of many W-shaped PHs on DL media. Combining this with the calculated response, we obtained a semi-empirical relation between the pole nulls, pole thickness and the pole-to-backlayer distance. It reveals a PH behaviour very different from a ring head (RH). The pole thickness calculated from the measured pole-null wavelengths showed a very close agreement with the optically determined value. The calculated head efficiencies are very small, as was confirmed experimentally, and need improvement before the PH has an output comparable with a RH.     

现代三坐标测量机的开发

开发了一种高精度三维坐标测量机,它包括一套激光测头系统和高性能的伺服机构,具有精确控制、定位优化、三级减速近似、在线位置修正和光滑算法等功能.实验结果表明,在6 400 mm×2 100 mm×1 500 mm的整个测量范围内,测量精度优于30 μm;在区域范围内,测量精度优于8 μm,采样速率超过1 000点/min.该测量系统的测量效率很高.另外,还可以用于测量软材料表面.