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.     

坐标测量机上标准球的校准

在坐标测量机(CMM)上进行零部件测量工作时,需要使用不同尺寸和结构的测头。测量前,这些测头都需要校准,以确定测头半径。在大部分CMM上,此校准为对一标准球进行测量,球的中心表示坐标测量机机器坐标系的原点。球表面上的点的选择和拟合球的优化算法都会影响球心的定位误差。并且此误差会影响到所有随后的测量结果。本文拟对在CMM上进行标准球校准时的有关问题进行分析讨论。     

在万工显上用光学灵敏杠杆测量大圆弧样板半径

一、测量原理设被测圆弧半径为R,其圆心为O_0,万工显灵敏杠杆测球直径为d,测量时与样板圆弧面接触点为P、P_1、P_2,而球心分别为O,Ov1,O_2,球心到圆弧R的圆心O_0的距离为r,因此O,O_1,O_2均在以O_0为圆心,r为半径的圆上,如图所示。     

基于标准球距离约束的工业机器人参数标定

针对工业机器人绝对定位精度偏低,在工业应用中受到一定的限制的问题,提出了一种新型基于标准球距离约束的工业机器人参数标定方法。首先采用MDH模型建立机器人运动学模型;其次将接触式测头安装在工业机器人的末端法兰盘上,搭建了一个三角标定平台,平台上刚性连接了3个直径为25.4mm的标准球,每2个球之间的理论的球心距为300mm,用接触式测头分别探测3个标准球面上的点,并记录相应关节角的值;最后,通过最小二乘拟合得到标准球的球心坐标,与三坐标测量机测得的实际球心距进行距离约束,并采用Levenberg-Marquardt算法求得运动学参数误差。共进行5个平台方向的实验,并用另外5个平台方向的数据进行误差补偿验证。实验结果表明:平均球心距偏差从2.6812mm减小到0.5694mm,标准偏差从0.6738mm减小到0.1407mm。     

触发式测头校正原理和注意事项

三坐标测量机在进行测量工作前要进行测头校正,而在触发式测头校正后的测针宝石球直径(动态直径)要比其名义值小(静态直径)。本文主要探讨其原因以及在测头的校正中应注意的问题。     

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。     

DEA点位三坐标测量机测头标定,校正自动化

DEA点位测量机较适合我国国情。因此，受到我国工业界的青睬。但它有个明显的不足，即测头管理（标定和校正）仍然使用手工采点，尽管该机《应用手册》P．26给出了半自动方式，由于在实际校正之前动态半径的数值是未知的，故此方式实际上是毫无使用价值。手工采点管理测头对保证零件测量准确度、缩短工时、方便操作和降低工作人员的疲劳度等均不利。而且，测头管理的手工采点与测量机自身的自动化功能也不相称。为此，笔者编制了一套自动化软件，该软件可以自动标定和校正测头，而且操作简便、节省工时、消除了上述人工来点的缺陷。现将本…     

坐标测量中的一些误区

最近二十几年 ,坐标测量技术发展迅速 ,各种型号的测量机与测量软件不断推出 ,其功能和应用范围不断扩大 ,用户也越来越普遍。但由于一些用户使用不当 ,致使测量机在测量某些项目与尺寸方面准确度偏低 ,从而对坐标测量机抱怀疑态度。根据我长期使用坐标测量机的经验 ,下面谈谈坐标测量机使用中的一些误区 ,及在实践中怎样提高坐标测量机测量准确度。误区一、任何情况下测量工件可在测量机床平台上任意放置。由于坐标测量机是在工件上采点自动找平找正建立工件坐标系测量工件各要素 ,因此认为在任何情况下工件可在平台上任意放置而不影响测量…     

基于模糊神经网络的接触式测头动态误差补偿

测头动态误差严重制约高精度坐标测量机发展,为此,提出基于模糊神经网络的测头动态误差补偿方法以提高测量精度.首先利用三坐标测量机测量标准球和标准环规得到训练样本和测试样本,然后分别使用训练样本和测试样本对接触式测头动态误差进行建模和补偿,最后与BP神经网络模型和静态误差模型进行比较试验.结果表明,经模糊神经网络模型补偿后误差从4.6μm减小至1.3μm,精度提升70%以上;模糊神经网络对测头动态误差具有更好的补偿效果和稳定性.证明模糊神经网络模型能够有效提高测头的动态测量精度.     

确定球心坐标的方向角余弦平方和法

一、前言根据国家标准 GB1183—80有关球圆度的定义,测量时应在一次装夹中相对一个测量中心测取各点数据。当采用最小二乘法确定球的形状误差时,由于球的表面粗糙度、仪器的定位误差的影响,很难保证测量中心与最小二乘球心相重合。本文介绍的方向角余弦平方和法可由实测数据准确迅速地确定球心坐标,以消除偏心造成的各测点半径的误差。     

ICF靶丸表面形貌及球度误差检测

为了对ICF靶丸的表面形貌及球度误差进行高精度测量,开发了一台五轴坐标测量机,并采用锥光全息技术的激光测头实现对靶丸表面的高精度、非接触检测。首先,根据靶丸表面的结构特点,改进了基于最小二乘的球度误差评价算法;然后,介绍了作为实验平台的五轴坐标测量机的整体配置,推导了该坐标测量机的测量数学模型,该坐标测量机可实现在多个姿态下对靶丸的非接触取点测量;最后,在相同条件下,进行了5次实验测量,其结果表明:靶丸球度误差测量的均值为0. 0021 mm,标准差为2. 07 x10^-4mm。该检测方法可以满足对靶丸表面形貌及球度误差高精度、高稳定性的测量要求。     

对发展坐标测量机测头的新思考

本文从历史发展角度评价坐标测量机各类测头优缺点，从几何量测量发展角度分析坐标测量机测头的发展方向战略，认为应当将发展扫描或测微测头作为主攻方向，在具体研制中要采用发散型思维方式，冲破原有的思维框框另辟踩途，否则不能有突破性进展。     

基于双相机的计算机视觉坐标测量系统

为了解决单相机坐标测量模型中轴向定位重复性差的问题,研究正交双相机视觉坐标测量系统;系统由一支特制光靶标、两台正交放置的CCD 摄像机和一台电脑组成.在单相机测量模型的基础上引入冗余算法,使得两个正交单相机系统相互补偿对方轴向测量误差,从而实现高精度的空间三维坐标测量;实验采用最简的共线三点测头模式搭建测试装置,在测量距离1 500 mm 处各个方向分辨率优于0.2 mm ,与坐标测量机移动对比测量精度达到±0.15 mm .     

坐标测量机对凸轮曲线的测量与拟合及其评价

坐标测量机测量凸轮时,确定工件坐标系是一大难题。文中提出一种方法,可以从凸轮任意位置开始检测。仅测量一次凸轮轮廓,所有的测量数据均用于建立被测凸轮的工件坐标系,并可使测量误差、形位误差对凸轮工件坐标系建立的影响降低至最小程度。此外还提出了一种修正开关式球测头半径的计量学方法。     

坐标测量机软件的技术发展

坐标测量软件作为坐标测量机系统的一个重要组成部分．对测量机的功能起着举足轻重的作用。因为测量机主机的功能就是采集坐标数据。如果不谈精度和采点方式的话，测量软件就决定了用户能否得到所需要的最终结果。因此，完全一样的测量主机，在配制不同的软件包时。将会有完全不同的性能表现：本文试图从     

四点法测量球心和球半径的最优方案

本文用严密的数学理论和误差理论,推导出了在三坐标测量机上用四点法测量球形工件的球心位置坐标和球半径的最优化方案,得出被测球轮廓上的四点组成正四面体时测量结果的误差最小。     

正确调整渐开线齿形测量时的起始点展开角

在测量齿轮的渐开线齿形时,应根据齿轮的工作圆半径,计算起始点展开角φ,如图1所示。调整万能渐开线检查仪时,展开角刻度盘的读数应为被测齿轮的起始点展开角,和测头半径R所对应的展开角切测之和。同一测头,测量不同基圆直径的齿轮,测头所对应的角度切测数     

我国建立高精度光学二维图形圆度测量装置

本刊讯日前,一种高精度的新型光学二维图形圆度测量装置在中国计量院研制成功,并通过专家验收。该装置首次采用圆度测量的标准方法与影像探测技术结合,实现二维图形高精度圆度校准,准确度达到世界先进水平,解决了高精度影像测头坐标测量机的溯源问题。     

接触式表面轮廓测量的非线性误差分析与补偿

测量触针随杠杆绕支点转动产生圆弧轨迹,其水平方向位移偏差会对大量程接触式表面轮廓测量形成误差。在改进传统测杆结构的基础上,建立了测量结果的非线性误差数学模型,推导出多项式拟合误差的补偿算法。提出了拟合标准球计算误差补偿参数的方法。通过对半径为79.505 3mm的球冠测量,得到半径尺寸误差小于1μm,实验证明了取得了较好的补偿效果。