虚拟式加工中心在线检测仪

设计了一种用于工件在线测量的虚拟式检测仪,从工件CAD图提取测量信息并自动生成检测宏程序,对测量数据分析后给出检测结果。对测头系统误差和评定算法误差进行了分析,提出了一种通过标定测头有效直径来补偿测头预行程误差的方法。对比验证后表明,虚拟式在线检测仪能进行较高精度的测量。     

Mastercam宏程序编程在模具加工在线检测中的应用

在加工中心机床和专用检测设备上进行复杂模具零件数控加工和精度检测,因检测内容较多,容易造成重复装夹、耗费时间和人力以及增加人为操作误差的问题.本文运用Mastercam软件在线检测模块宏程序自动编程方法,设置雷尼绍触发测头参数,选择规划零件检测几何要素和测头动作路径;与数控机床内置的检测宏程序相结合,生成加工中心测头程...     

复杂曲面零件加工精度的原位检测误差补偿方法

为提高复杂曲面零件的数控机床原位检测精度,分析影响接触式检测系统精度的各项因素及其误差补偿方法。对检测系统的主要误差来源如机床几何误差、测头预行程误差和测头半径误差进行分析研究。在对数控机床的几何误差进行分析和建模的基础上,采用激光干涉仪进行三轴数控机床的单项误差测量和补偿;针对测头检测过程中存在的预行程误差,提出基于径向基函数(Radial basis function, RBF)的预行程误差预测方法,获得测头预行程误差分布图,并对检测系统进行实时预行程误差的补偿;提出改进的三角网格模型顶点法矢计算方法,有效进行三维测头的半径补偿。通过实例零件的加工精度原位检测试验及其与三坐标测量机CMM检验结果的比较,验证了原位检测方法的有效性。     

基于误差补偿的加工中心在线检测软件的开发

对加工中心在线检测软件误差补偿技术进行研究，基于Windows平台开发了在线检测误差补偿软件。并对软件开发中的关键技术检测系统的几何误差模型的建立、测头误差处理技术进行了研究。可以同时对测头误差、机床几何误差进行补偿，有效地提高了在线检测精度。软件系统在MAKINO立式加工中心上进行了实验验证。     

基于AutoCAD的数控车床在线检测系统

介绍基于AutoCAD的数控车床在线工件自动检测系统的系统构架和功能。给出车床上测头的安装及标定方法,提出基本几何体和曲面零件检测路径规划和检测数控代码的生成方法,研究在线检测过程中零件热变形补偿及检测误差评定问题。运用AutoCAD的ObjectARX的二次开发平台,开发出数控车床在线检测系统。该系统具有代码自动生成、热变形误差补偿及检测报告生成等功能,可用于基本轴、孔类零件和曲面类零件的加工精度在线检测。     

基于曲率变化矩阵的飞机结构件在线检测测量点自动生成

针对飞机结构件在线检测测量点生成中裁剪曲面多且邻接关系复杂,而测量点要求少而精且分布合理有效等特点和难点,提出了基于曲率变化矩阵的曲面在线检测测量点自动生成方法。该方法从测头可达性、曲面加工误差等方面分析得出曲面测量点分布与加工走刀方式、相关加工参数和曲面曲率变化的关系。根据相关加工参数及曲面面积对曲面进行网格合理划分,建立曲率变化矩阵,用矩阵中满足测量点分布条件的曲率变化尖点表征关键测量点,通过矩阵运算自动生成测量点。     

CMM离线编程原型系统开发

为了发挥CMM(Coordination Measuring Machine)设备能力,降低测量成本,本文提出了一种基于离线环境下的DMIS(Dimension Measuring Interface System)测量路径自动生成的方法.它通过对三维CAD B-rep模型数据的分析和模型遍历,提取测量元素和有关数据;根据规则建立测量顺序,通过人机交互确认,最后对测头移动路径自动规划,生成无碰撞测量程序.本文简要介绍了离线测量程序自动生成原型系统的开发方法,系统在实际CMM设备上,对原型系统生成的DMIS程序进行了验证.     

光学非球面三坐标测量中的像散补偿

利用三坐标测量仪在光学非球面镜研磨与粗抛阶段进行面形检测时,测量结果常由于补偿程序不完善而出现像散误差。本文分析了非球面三坐标测量得到的数据,指出测量结果中出现像散误差是测头半径补偿不准确所致。然后,提出了一种离线数据处理方法对测量数据进行补偿来消除像散误差。该方法通过计算网格排列的测头中心点行和列方向的切向量得出曲面上每个点的法向矢量;根据测头半径计算出测头球心到接触点的偏移量,从而实现三坐标测量仪的三维测头半径补偿。球面样板实验显示这种方法可以将该样板测量中的像散峰谷值(PV)由4.921 9μm减小到0.065 2μm,基本消除了测量结果中的像散误差,提高了三坐标测量结果的准确度。实验结果验证了提出的三维测头半径补偿程序的有效性。     

原位检测系统中触发式测头的误差分析与补偿

在分析了原位检测系统中触发式测头误差来源的基础上,提出了自动调整测头偏心的方法,并用标定球对测头的实际作用半径进行了校准。同时,面向实际测量任务,提出了基于在线标定和双线性插值技术的逐点测头半径补偿方法,实验验证,所提出的半径补偿方法比商用软件提供的方法更准确,提高了测量结果的准确性。     

线结构光测头的误差补偿

提出了一种线结构光测头误差检测和补偿方法。通过对线结构光测头测量精度的误差来源进行系统分析,确定测量过程中光平面倾斜和光条宽度的变化是产生测量误差的主要因素。提出了倾斜误差的检测方法并设计了检测装置,利用改进的BP神经网络模型实现了倾斜误差的补偿。实验证明,该方法能在很大程度上提高线结构光测头测量数据的精度,补偿后的误差接近光平面倾斜角度为零时的误差。     

加工中心在线检测误差补偿技术研究

提出了加工中心在线检测误差通用数学模型,研究了测量系统误差参数辨识方法,实现了基于模型的加工中心在线检测软件误差补偿。对标准试件的检测及补偿结果表明,补偿后加工中心检测精度提高５３．８％以上,加工中心在线检测误差补偿实验结果证明了提出的误差补偿方法的可行性和有效性。     

磨齿机在机检测系统的测头综合预行程误差建模

因为测头预行程误差的存在,现有研究大都考虑单项或双项影响因素进行误差补偿。然而多次的实验统计表明,由于接触式测头的各向异性,导致信号传输迟滞、检测速度、测球半径、测杆长度、测头重力及测球表面测点法矢等因素都会对检测信号的触发时机产生影响,因而存在测头综合预行程误差,故而很难进行精确补偿。借助BP神经网络的高效逼近算法,利于求解输入为多项误差影响因素场合的测量误差输出问题,有效提高在机检测精度。根据自主研发卧式磨齿机L300G在机检测原理,以多项误差影响因素为输入节点,以测头综合预行程误差为输出节点,建立基于BP神经网络的测头综合预行程误差预测模型。完成误差补偿后,开展磨齿机标准样板齿轮在机检测实验。结果表明：误差补偿前后,齿向精度均为4级;误差补偿后,齿形精度提高2个等级,为4级精度,与格里森检测结果相吻合。结果验证了模型的正确性,有望在国产低成本磨齿机的高精度在机检测系统中推广使用。     

CNC加工动态基准视觉检测新工艺研究

由于CNC加工过程中工序间误差累积,严重影响数控加工精度。为此提出一种CCD视觉检测新工艺来实现加工动态基准的在线检测和误差补偿。研究动态基准的视觉特征提取方法,获取加工基准位置和误差;采用嵌入式控制技术,实现视觉图像的在线采集和处理;视诊测头像普通刀具一样通过标准锥柄安装在加工中心刀库中,通过CNC程序代码实现一体化控制功能。针对汽车关键件的验证,得出视诊测头检测精度达到0.03 mm,与基于触发式测头的CNC在线检测方法相比,检测效率提高近3倍,证明了该检测工艺在检测精度及效率上均能够满足生产线自动化检测需求。     

复杂曲面零件加工精度原位检测系统的残余误差补偿

复杂曲面零件数控加工后直接进行原位加工精度检测和误差补偿,是实现精密产品闭环制造模式的有效途径。原位检测系统的误差来源于测量系统误差和机床运动系统误差,经相关的误差分离与误差补偿后,仍存在较大的残余误差,影响检测精度及其推广应用。针对原位检测系统的检测精度问题,开展检测系统残余误差的回归建模与补偿研究,在机床几何误差、测头半径误差以及预行程等基本误差补偿的基础上,建立基于偏最小二乘回归分析算法的误差回归模型,实现曲面零件测点法矢方向的检测数据二次补偿。在算法实现的基础上,列举复杂曲面零件进行数控加工与在线检测的试验研究。试验结果表明,二次误差补偿方法可以进一步提高原位检测系统的检测精度。     

Error Compensation for Three-Dimensional Line Laser Scanning Data

In this paper, the problem of compensation of 3D line laser scanning data for improved inspection accuracy is addressed. This problem is important, as a 3D line laser scanner is about one order less accurate than a touch probe. The approach taken is to compensate through error characterisation. In other words, a software compensation is performed, instead of a hardware compensation, which is probably more expensive. To do so, the errors associated with a 3D line laser scanning system are first characterised. With error characterisation, an empirical formula is obtained relating the errors to the influencing factors including the projected angle and the scan depth. This empirical formula is used to compensate for the digitised surface data obtained by the corresponding laser scanning system. The results show that the proposed approach effectively improves inspection accuracy.     

基于CCD的滑动轴承套类零件同轴度误差实时检测系统

开发了一种基于CCD传感器及其相关技术、可应用于工业实时在线检测的滑动轴承套类零件同轴度误差检测系统。介绍了该系统的检测原理、系统硬件设计和软件算法流程。实际应用表明,该系统能有效地解决现有系统分辨率低、成本高的问题,可为滑动轴承套类零件的同轴度误差图像分析提供可靠的依据。     

基于组态的曲轴数控加工过程监控系统的研究

在分析了曲轴数控加工技术的基础上,采用组态软件开发了曲轴加工在线监控系统。该系统包括机床状态监测、曲轴加工状态实时监控、刀具状态监测以及测头检测状态实时监控等功能模块,同时建立了实时和历史数据库,可实现特定条件下的监控数据查询,并且可以生成数据报表,便于操作人员管理、查询、打印历史记录。该系统具有良好的可扩充性、可修改性、可移植性和可维护性,操作简便为同类零件加工过程监控系统的研究提供了新的思路具有一定的实用价值和推广前景。     

用触发式测头实现牙掌在线检测

在SSK—U6035五轴加工中心上，利用触发式测头（英国雷尼绍的MP10工件测头）系统和相应的检测自动编程系统实现牙掌在线定位、测量、数据处理、误差校正控制和加工一体化，大大提高了加工中心利用率和工件加工精度，降低了废品率。同时增加了该机床的功能，提高了检测自动化的程度，并且为其他类型的工件检测提供了新的方法。