基于三维扫描的复杂曲面在机测量系统的研究

以三维扫描技术为研究基础,文中探讨了数控加工在机测量方向上如何应用三维扫描技术,设计一套基于三维扫描的复杂曲面在机测量系统,分析了三维扫描在机测量系统的构建、手持式三维扫描仪的测量原理、测量系统精度验证和复杂曲面的数据采集、处理和比对检测方法。     

边界扫描技术及其应用

边界扫描技术作为新技术下高集成度电路板的测量工具,已经越来越受到人们的青睐。介绍了边界扫描各模块的功能及它们之间的相互关系,以及国内外广泛使用的边界扫描软件ASSET的原理和工作过程,避免在使用ASSET软件过程中,因导入错误的网络表而导致扫描失败。     

三坐标测量机的几种常用扫描方法

三坐标测量机 (ＣＭＭ )的测量方式通常可分为接触式测量、非接触式测量和接触与非接触并用式测量。其中 ,接触测量方式常用于机加工产品、压制成型产品、金属膜等的测量。为了分析工件加工数据 ,或为逆向工程提供工件原始信息 ,经常需要用三坐标测量机对被测工件表面进行数据点扫描。本文以美国Ｂｒｏｗｎ＆Ｓｈａｒｐｅ公司ＭｉｃｒｏｘｃｅｌＰｆｘ4 5 4型三坐标测量机为例 ,介绍三坐标测量机的几种常用扫描方法及其操作步骤。三坐标测量机的扫描操作是应用ＰＣ ＤＭＩＳ程序在被测物体表面的特定区域内进行数据点采集 ,该区域可以是一条…     

磁力研磨中曲面的数字化测量技术

提出一种在磁力研磨中针对复杂曲面进行分区域扫描获得其表面参数的测量方法,该方法解决了磁力研磨过程中研磨表面轨迹测量效率低、复杂曲面加工困难的问题。从扫描测量方法上改进曲面数据采集方式,提高了原有一次性扫描测量加工的精度,有利于磁力研磨向自动化方向的发展。     

基于Pro/E 4.0的复杂外壳曲面的边界混合法重构研究

以无缆射钉枪外壳曲面反求为例,对复杂外壳曲面的精确重构方法进行了研究。由三坐标测量机对复杂外壳曲面进行初步测量,并用Matlab软件对测量数据进行平面和曲面处理,利用Pro/E4.0软件的曲面构造功能,运用边界混合和N侧曲面法构造外壳曲面,通过ISDX曲面模块对曲面进行分析和完善处理,从而得到高精度外壳模型的精确测量方案,实现对复杂外壳曲面地精确重构。探讨了运用较少采集点数构造复杂外壳曲面的处理方法。     

大尺寸复合材料薄壁异形回转体零件数字化测量技术研究

针对薄壁大尺寸回转体类复合材料零件曲面复杂度高、测量可达性差的问题,研究其非接触数字化测量技术。基于摄影测量建立高精度全局测量场,实现高精度内外形面整体测量误差控制;根据内外形面的特点,设计多传感器组合测量方法,能够在保证扫描精度的同时提高扫描效率。针对内部复杂形面测量,设计一种专用的测量数据采集机构,以解决无法人工携带扫描设备进入型腔内部的难题;并在测量完成后基于几何定位特征进行多源数据融合,进行多段测量数据拼接,最终实现了回转体内外形面高精度整体测量。     

酸蚀岩板三维激光扫描仪

针对酸蚀岩板表面形貌复杂的特点和测量精度高的要求,设计了一款用于酸蚀岩板形貌测量的三维激光扫描仪。重点研究了三维激光扫描仪的结构,三维激光扫描原理、应用软件结构和功能。此三维激光扫描仪可以对酸蚀岩板表面形貌进行快速、精确地扫描,扫描软件可以对扫描所得点云数据进行导入、导出、缩放和旋转等操作。实验结果表明:该扫描装置所得的数据可定量分析岩石裂缝的酸化效果,为岩石裂缝渗透率测量和酸化作业工程设计提供实验数据。     

基于特征线的复杂曲面反求工程中的CAD建模技术

三维轮廓测量技术是实现反求工程的重要手段 ,复杂曲面建模技术是反求工程研究的重点内容。研究了激光线扫描测量原理以及“点云”数据类型。针对栅格点数据 ,提出了一种快速有效的复杂曲面建模技术 ,并以实例说明“点云”数据平滑处理、特征线提取、曲面分块及曲面构造过程     

基于激光测距的车载沙石体积测量系统

车载沙石的体积测量对于控制混凝土的生产成本以及质量都具有重要意义.在系统中,x-y平面旋转和y-z平面偏转配合工作机构实现了一个激光测距仪对沙石表面扫描测量,延时策略简单有效地保证了电机运动和激光测距的协同工作,边界判断方法能有效地筛除测量过程中产生的无效数据.工业应用表明:采用机械、测控、软件技术实现的车载沙石体积测量系统能够解决车载沙石的体积测量问题.     

扫描测头中CCD摄像机测量模型和坐标转换

基于激光三角法测量原理的扫描测头广泛应用于现代的工业生产中,现已成为人们研究的重点,而CCD摄像机是扫描测头的核心部位。本文通过介绍基于线结构光扫描测头的测量原理,引出了CCD摄像机的测量模型和坐标转换,使其成为研究扫描测头的核心技术。阐述了扫描测头在自主研制的关节臂测量机上的应用。     

60°二维扫描镜轴系误差测量方法研究

绕固定Q轴和动短轴Z轴摆动的60°二维扫描镜,在相同的扫描视场内,比45°镜摆动角度小、像旋也小。但是其特殊的结构也使得它的轴系误差分析比45°镜复杂,采用传统的测量方式无法满足测量的需要。通过对国外相关测量技术的调研,结合60°二维扫描镜自身的特点,提出了一种新的测量方式,并给出了这种测量方式的理论模型,实验证明这种测量方式能够较好地适用于分析60°二维扫描镜轴系误差的情况。     

采用互扫描法自动标定工作空间定位系统

针对工作空间定位系统(wMPS)现有标定技术效率低,标定程序复杂且须依赖外部测量设备等问题,本文在在研究wMPS测量原理的基础上提出了一种采用互扫描技术的自动标定方法。该方法结合该系统的扫描激光平面测量原理及使用特点,通过在基站上安装已知坐标的接收传感器,采用互扫描技术完成自动标定。文中以两台基站为基础,详细阐述了该方法的数学原理,并给出了基于几何约束的平差模型及其迭代解法。依托天津大学研发的wMPS实验平台对本方法进行了验证,并与基准尺标定法进行了比对。实验结果显示,采用本方法可以实现系统的自动标定,在距离基站5m内的测量空间内可获得0.6mm的坐标测量精度。该方法在保证系统测量精度的同时大大提高了系统的测量效率。     

基于相干反斯托克斯拉曼散射的二维温度场扫描测量

开展了基于相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)技术的二维温度场扫描测量研究。通过同步扫描测量点及信号接收端的方式,实验测量了甲烷/空气预混火焰水平截面离散点的温度,并插值重建了二维温度场;用同步扫描法调节测量点与火焰的位置,实现了在扫描过程中对火焰同一空间位置的温度测量,排除了火焰空间分布不均匀性对扫描测温结果的附加影响。最后分析了提出的扫描CARS测量系统在实验设定状态下的扫描测温A类不确定度。结果显示:在扫描测量同一空间位置的实验中,测得该点平均温度为2 074K;测温A类不确定度优于21K。本研究量化了扫描CARS温度测量系统的不确定度,提高了扫描温度测量结果的可信度,为后续稳态火焰温度分布高精度测量、计算机流体动力学(CFD)模拟验证及燃烧基本问题研究奠定了实验基础。     

基于BST技术的印制电路板的测试

介绍了边界扫描测试(BST)的基本组成,以及采用BST技术实现印制电路板测试.BST技术遵循IEEE1149.1标准,它不需要占用太多的硬件资源,使复杂的印制电路板或数字系统及设备的测试工作变得方便快捷,大大降低了测试成本.     

基于调制度的光学三维测量的研究

为了能够测量复杂的面形物体,在基于调制度的光学三维测量研究中,提出利用改变光栅投影系统的物距,实现光栅图像对物体的纵向扫描,从而获取所测物体表面各点调制度的极大值,恢复物体的高度信息。运用此方法便于实现三维测量仪器的小型化,减少误差,可避免在相位测量中需要去包裹的问题。     

基于CMM和光学扫描的集成测量与混合建模

针对现阶段复杂零件在逆向测量与建模上的不足,提出了一种基于CMM和光学扫描的集成测量与混合建模的技术。对复杂的零件,首先将其表面划分为规则特征和非规则特征,分别对其应用两种三维测量技术获取产品表面数据,然后各自进行建模,再将两部分模型坐标系对齐,利用布尔原理进行裁剪,最终得到产品的CAD实体模型。通过此方法对复杂零件实现了集成测量和混合建模。实验结果表明,该方法可以提高复杂零件在集成测量下的逆向设计的效率和质量。     

三维扫描测头在齿轮测量中心的应用

为了解决三维测头在齿轮测量中心应用上的技术难点,通过构建三维扫描测头的多元非线性模型,规划出基准球的扫描路径,实现了对测头自身的垂直度、直线度、测针挠度以及与仪器坐标轴不重合等误差的校准。分析影响校准精度的因素,解决了三维扫描测头的标定问题,为后续工件的测量奠定了基础。由于三维扫描测头无法精确探测到给定的工件坐标点位置,测量时也无法严格按照预定的路径扫描,无法采取传统的电子展成法得到测量误差值。本文利用空间曲面理论实现了齿轮的测量及误差计算,通过对标准齿轮的检测,验证了方法的可行性,为复杂工件的一次装卡,全自动完成几何误差和形位误差的测量提供了条件,拓展了齿轮测量中心的检测能力。     

复杂零件精密尺寸测量方法的研究进展

随着各类机械零件集成化程度不断提高,其结构也越来越复杂,传统的测量技术已无法实现对现代复杂构造零件尺寸的精密测量.近年来出现的结构光三维测量、激光扫描测量等先进的测量技术克服了传统测量方法的不足,提高了尺寸测量效率和精度.归纳了结构光三维测量技术、机器视觉测量技术、蓝光扫描测量技术、激光三角法测量技术、工业CT尺寸测量技术的测量原理及研究进展,并对几种测量技术的优缺点和精度进行了对比分析.     

复杂曲面三维轮廓精度数字化比对检测与误差分析

针对外形复杂的自由曲面,缺乏准确高效的检测方法这一现状,提出了基于光学测量和计算机图形图像处理技术的三维检测方法。利用激光扫描技术获取复杂曲面点云数据,通过快速检测软件,将扫描点云数据与CAD模型进行比对。介绍了实物模型数字化过程及多视点云数据拼合方法。针对可能产生加工误差的原因,以一尊佛像为例,检测了复杂曲面的3D偏差,并结合加工工艺分析出了实际误差产生的原因。该研究为复杂曲面的检测、加工质量控制提供了科学、快捷的方法。     

扫描速度对扫描声强法测量声功率精度的影响

ISO9614—2或GB／T16404．2-1999标准都对用扫描声强法测量声功率时，声强探头的移动速度做出了规定，但范围较宽，难以选择。为了研究扫描速度对扫描声强法测量声功率精度的影响，以单极子、偶极子、四极子声源为例，建立了扫描声强法测量声功率误差的理论分析的数学模型，对模型的仿真曲线进行了分析，并且在半消声室进行了实验验证。2种方法研究结果表明，在各种扫描速度下均有：锯齿形扫描收敛速度最快，扫描速度大小对扫描声强法测量声功率精度的影响不大。为了提高测量效率，可以选择比标准规定更快的扫描速度。