三坐标测量机在空间孔位精密测量中的应用

在分析三坐标测量机测头空间三维运动特性的基础上,提出了一种一次装夹自动测量空间孔位的方法,采用坐标转换的思想,实现了对空间孔位的精密测量。该测量方法简单、快捷、准确,消除了常规测量方法产生的间接测量误差,解决了倾斜孔的测量问题。     

接触式测头测量中测头半径补偿的研究

数据测量是逆向工程的关键技术。采用接触式测头测量时，由于测头半径的影响，测量得到的坐标数据并不是测头所触及的表面点的坐标，而是测头中心的坐标，使得测量产生了误差。对于测头半径的影响而产生的误差进行了分析研究，提出了几种测头半径补偿的方法。     

基于线结构光双目测量系统的管片位姿正交化解算

针对管片拼装机工作过程中存在位姿误差和位姿检测智能化等问题，提出了一种基于线结构光双目测量系统的管片位姿测量方法。该方法减小了检测管片位姿时光照情况对检测结果的影响，无需要额外添加其他标记，可将由线结构光双目测量系统检测的管片边缘点世界坐标与管片拼装机机械手臂工作坐标下的三维坐标进行转换和解算。利用以隧道横截面圆心坐标O为基准的线结构光双目测量系统检测到检测点的位姿，通过运用三维空间点的坐标重心化和罗德格里矩阵的最小二乘法求解出管片位姿变换旋转矩阵，有效改进管片姿态旋转矩阵的正交性。随机进行多组检测点的位姿计算误差的比较，验证本方案的可行性。结果表明该方法能精准快速测量管片位姿，提高位姿测量精度。     

数控点位加工的数值计算

数控钻，镗点位加工是常见的一种加工方式，具往往在一道工序中要加工若干个孔，编程时，应考虑的一个主要问题是如何提高孔位坐标尺寸计算精度。本文结合实际加工中经常碰到的几种情况，详细地介绍了把计算误差减小到不超过最小设定单位或脉冲当量之半的方法。     

基于磨齿机的螺旋锥齿轮小轮齿形误差的在机测量

为了在国产数控螺旋锥齿轮磨齿机上实现齿形误差的精密测量,对螺旋锥齿轮小轮齿形误差的在机测量技术进行了研究。根据H350G型数控磨齿机的机床结构和机床坐标系,利用标定块标定了测球球心在机床坐标系中的坐标。建立了小轮齿形误差的在机测量方法,通过将理论齿面各离散点旋转到机床坐标系XZ平面,并将小轮绕轴线相对于参考点位置旋转一定角度,同时控制机床各数控轴的运动,使测头沿理论齿面各离散点法矢方向逼近实际齿面,根据测头触发时测球球心的坐标,运用曲面拟合技术和最优化算法,计算了实际齿面相对于理论齿面的齿形误差。通过比对在机测量和齿轮测量中心的齿形误差测量结果,验证了小轮齿形误差在机测量方法的正确性。     

齿轮齿形误差的测量和求解新方法

齿轮齿形误差的测量很重要，坐标法测量渐开线齿廓通常分为直角坐标法和极坐标法2种。这里提出利用三坐标测量机采用直角坐标法测量齿轮齿形误差，精度高，并提出了精确求解齿轮齿形误差的新算法。     

基于复合标定和极限学习机的关节臂式坐标测量机残差建模及补偿

运动学标定是提高关节臂式坐标测量机精度的主要方法，但运动学标定后的残余误差对其测量精度和稳定性仍有很大影响。本文提出一种基于复合标定和极限学习机的关节臂式坐标测量机残差建模及补偿方法，以提高关节臂式坐标测量机的测量精度。首先，在关节臂式坐标测量机运动学建模和误差建模的基础上，建立了运动学参数辨识模型，并依次进行角度参数辨识、长度参数辨识和长度参数等比例缩放的复合辨识，完成了七自由度关节臂式坐标测量机的运动学标定。其次，通过对标定后残余误差图谱的分析，发现残余误差与测量构型有关联，进而构建了以测量摆角、仰角、距离和转角为变量的测量构型。由于测量构型变量与残余误差存在强非线性关系，提出一种基于极限学习机的残余误差预测和补偿方法。通过实验对本文所提模型及方法的有效性进行验证，结果表明：进行残差修正后关节臂式坐标测量机的单点测量误差最大值由0.061 mm下降到0.044 mm，误差均值由0.023 mm下降到0.017 mm，误差标准差由0.011mm下降到0.007 mm；长度测量误差最大值由0.137 mm下降到0.074 mm，误差均值由0.033 mm下降到0.021 mm、误差标准...     

齿轮齿形误差的计算方法研究

传统的齿轮齿形误差的计算方法虽然能够满足生产的需要,然而测量中所需附件较多,且操作规程繁杂,使用时十分不便。随着计算机技术和多维坐标测量技术的迅速发展,坐标测量机被广泛地应用于各个工业部门。本文提出了用坐标测量机测量渐开线圆柱齿轮的齿形误差的方法,同时提出一种由计算机采集的数据计算齿形误差的方法。     

接触式R-test测量仪的标定和球心坐标计算方法研究

接触式R-test测量仪是一种利用3个接触式位移传感器测量安装在机床主轴上的精密测量球相对于工作台的三维位移的装置,可用于检测五轴数控机床旋转轴的几何误差、联动误差等。如何提高测量仪的标定和球心坐标计算精度是R-test开发的难点。为此,研究了接触式R-test测量仪的结构模型和测量坐标系构建方法,并在测量坐标系中利用机床直线轴的高精度微量移动构建测量仪的在机标定模型,并推导了球心坐标的精确计算模型。最后,通过开发样机进行实际测量,验证所提出方法的精度和可行性。     

球坐标测量系统测量模型

针对球坐标测量系统,提出1种基于机器人运动学的建模方法,建立其包含几何误差的精确测量模型。在分析球坐标测量系统几何误差源的基础上,基于准刚体假设,运用齐次坐标变换矩阵,通过坐标系之间的运动变换,建立了球坐标测量系统精确的测量模型。该模型包含球坐标测量系统20项几何误差,为进一步进行误差辨识和误差补偿奠定了理论基础。     

无参考坐标点下光学扫描测量系统的理论研究

通过对CMM和光学扫描测量系统进行组合，建立了一种无需被测物体参考坐标点的光学测量系统的教学模型及误差模型，对设计无需参考坐标点的光学扫描测量系统提供了一种理论分析。     

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。     

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.     

基于自适应采样的曲面加工误差 在机测量方法

基于模具在机测量的自适应采样结果,提出一种新的获取自由曲面加工误差的方法。该方法首先基于自适应采样获取加工曲面上少量测点的坐标数据,利用NURBS曲面重构来拟合加工曲面;然后基于广义牛顿法计算重构的实际曲面和理论曲面的法向距离,获得自由曲面的加工误差,并对实验加工的模具模型曲面的轮廓度误差进行分析。实验结果表明,基于自适应采样的加工曲面重构方法能够在机测量且有效地获得自由曲面加工误差。     

六轴数控滚齿加工综合误差数学建模

利用齐次坐标转换法，针对滚齿时刀具与工件切削点的误差建立了六轴滚齿机综合误差数学模型，为便于模型应用于实际直齿加工中，对模型作了进一步简化，并通过采样求出了简化误差数学模型。该模型适用于需要综合考虑各种误差影响，而又不便于测量这些误差的场合。     

关节式坐标测量机初始位姿对误差影响研究

采用Denavit-Hartenberg方法建立了关节式坐标测量机的数学模型,分析了影响关节式坐标测量机的误差源,并对第一关节的误差分布进行了仿真。通过关节式坐标测量机的第一关节在不同初始位姿下对被测工件进行测量与真值进行比较,分析在不同初始位姿下所测得结果的不同,得到了其第一关节的误差分布。实验表明关节式坐标测量机在采用相对角度编码器时,第一关节选择最佳初始位姿,可以有效地提高测量精度,减小误差。     

基于加工中心的在机测量系统

开发了利用加工中心和自行开发的测量软件实现的坐标测量系统。在加工中心主轴上安装触发式测头,利用加工中心的高精度行走机构,运行在机测量软件生成的测量主程序和典型几何特征的测量宏程序,对在机加工的工件进行坐标测量;测头接触工件时产生触发电信号,数控系统记录此时的机床三个坐标值作为测点数据,测量完成后将所有的测点数据传送回测量软件;利用编制好的算法对工件实现尺寸、形状和位置误差的计算与评价,使加工中心实现坐标测量机的功能。     

平面包络环面蜗杆基于坐标测量的高精度制造方法

用坐标测量的方法实现了平面包络环面蜗杆齿形偏差的测量，提出了由齿形偏差的测量结果诊断蜗杆加工时机床工具的调整误差，并根据诊断结果修正机床工具的调整参数，从而提高蜗杆制造精度的方法，加工测量的试验表明本文方法十分有效。     

基于空间网格的三维激光球杆仪系统误差标定

三维激光球杆仪是一种空间坐标测量设备,由二维转台和径向伸缩机构组成。伸缩机构的末端固定有一个由测量目标磁吸并带动设备运动的标准球。伸缩机构的位移由光栅尺测量,二维转台的旋转角度由圆光栅测量,测量系统测得的坐标经坐标转换后可以得出被测目标的坐标。分析了系统的主要误差来源,采用多体系统误差建模方法建立了误差模型。最后基于几何误差模型非线性优化对设备的单项误差进行标定。经过误差补偿后,设备在测量范围内测量空间点的位置误差可以达到0.06 mm以内。     

PCB光学孔位(孔径)检测设备设计与研究

提出了一种基于机器视觉检测技术的设备,用于检测印制电路板(PCB)上的孔位误差、漏钻孔及多钻孔等问题。相比传统的二次元检测设备,此设备检测速度快、精度高,使用线扫描摄像机扫描PCB板,使用多线程技术并行采集和处理图像,得到PCB板上孔的孔位和孔径信息,再将钻孔时用的标准文件解析出来的孔位信息和孔径信息与实际图像识别出来的信息利用匹配算法一一对应起来,可得到多钻和漏钻的孔,并计算出每个孔的孔位误差和孔径误差。同时计算出CPK值,根据CPK值判断PCB板的钻孔加工是否合格,并生成报告文件,将结果保存起来,用于分析判断钻孔机的加工性能和出现的问题。