一种检测导电式三维触发测头同轴度的新方法

介绍了导电式三维触发测头的结构，着重分析了导电式三维触发测头的测量误差和改进测量其同轴度的方法，该方法具有一定的普遍性，有推广价值。     

寄生式时栅安装误差对传感器测量精度的影响

为了提高寄生式时栅行波信号的质量和传感器的测角精度,研究了离散式测头安装误差对传感器测角精度的影响。介绍了寄生式时栅的结构组成和工作原理,建立了三维仿真模型,应用Ansoft Maxwell仿真软件对测头与转子不同间隙、测头的俯仰角和偏摆角大小变化对传感器测角精度的影响进行了仿真实验分析,同时应用84对级的寄生式时栅搭建实验平台进行了实际实验验证。仿真和实验结果显示:安装误差中的间隙、俯仰角、测头的偏摆角等因素变化对传感器测量精度均有影响。间隙变化对测量精度的影响具有规律,可通过建模进行修正。实验所用的84对级的寄生式时栅最佳安装间隙大小为0.2mm。俯仰角、偏摆角的变化对测量精度的影响规律变化较复杂,故文中建立了相应的误差补偿模型。本文的研究结果可用于指导传感器的结构优化设计、测头的安装和误差精确补偿,进而提高传感器的测角精度。     

西德LEITZ公司三维扫描探头技术分析

一、概述西德LEITZ公司的三维扫描操头具有结构紧凑,灵敏度高、重复精度好、可三维同过放松实现法向测量的优点。其灵敏度可达0．1μm重复精度的商品指标为2－0．5μm（一维）和2－0．7pm（二维）,通过精细调节实际达到0．l～0．Zpm。它的结构如图1所示。三图ILEITZH维扫描探头结构示意图组平行片簧组成了X、Y、ZH维微位移机构。在每组平行片簧和动扳,定板组成的一继位移机构内放置电感测微传感器（用于实现位移量和电量的转换）;变形杆机构（用于保证测头锁紧装置放松时提高测头的稳定性抵抗振动影响）;永磁锁紧和电磁铁放松机…     

关节臂式坐标测量机测量力误差分析及补偿

针对接触测量力对关节臂式坐标测量机(AACMM)测量精度的影响展开研究。对测量力引起的长度测量误差进行理论和实验分析,得到测头与被测件的局部变形、测杆的弯曲变形是影响关节臂式坐标测量机测头精度的主要因素。建立了关节臂式坐标测量机测头与被测件的局部变形、测杆的弯曲变形的数学模型,并对测量结果进行了测量力误差补偿。实验结果研究表明,测量力引起的误差对接触式关节臂式坐标测量机测量精度影响很大。通过本研究成果,可在很大程度上补偿测量力引起的误差:平均长度测量误差降低82%左右,最大误差降低约47μm,有效地提高了关节臂式坐标测量机的测量精度。     

平行簧片式三维模拟测头的设计

介绍了三维模拟测头的导轨结构、预紧力结构、锁紧结构及结构尺寸的设计，并对影响测头精度的因素进行了分析。     

MP700型高精度光学触发式测头

本触发式测头是英国Ｒｅｎｉｓｈａｕ公司的产品。它和过去的内部触点方式不同 ,是一种使用触发应变测量的高灵敏度 ,高精度触发式测头。由于利用应变测量 ,解决了过去测头存在方向性的问题 ,提高了重复精度 ,特别是三维测量精度得到显著的提高 ,因此可稳定地测量三维曲面。由于高速进给的重复精度的提高 ,因此能进行快速进给条件下的测量。(廖 )MP700型高精度光学触发式测头     

三维测头系统的设计

介绍了一种用于螺纹自动检测的三维测微测头系统。简述了测头的测量原理、机械结构设计、控制电路设计、软件系统设计、测试精度分析,给出了实验结果。     

三维螺纹测量机接触式测头的优化设计

为削弱接触式测头对高精度三维螺纹测量机精度的影响,设计了一种接触式测头结构尺寸优化方案,并提出了相应的标定方法。通过有限元仿真和正交试验优化测头结构参数,确定最优结构参数;利用坐标变换理论和最小二乘法原理建立测头标定模型并进行了标定试验;通过不同预压量下的螺纹塞规对比试验及螺纹环规、塞规对比试验对优化后的测头进行测试。结果表明：接触式测头测量螺纹塞规、环规参数标准偏差在1 μm左右,满足三维螺纹综合测量机接触式测头测量精度要求。该优化方案及标定方法为测头结构设计提供了重要的理论基础。     

高精度三维螺纹测量机接触式扫描测头动态特性研究

扫描测头是高精度三维螺纹综合测量机的核心部件,其动态特性严重影响了整机的精度。为了提高测量机的精度,对高精度螺纹三维尺寸测量线性扫描测头的动态特性进行了研究。首先分析了三维螺纹综合测量机用扫描测头的测量原理,然后建立了动态特性模型并提出了影响动态测量结果的因素,最后通过实验验证了这种测头结构的动态特性和测量处理方式的有效性。实验结果验证了影响因素的正确性,优化影响最大的采样间距因素可以过滤80%的无效数据点,从而使该段拟合平均残差平方和误差减小了91.0%,线性误差减小了67.4%,进而提高了三维螺纹测量机的测量精度。     

一种用改制涨簧式内径百分表测量键槽的方法

<正> 在产品加工过程中,常会碰到轴、孔类键槽。对轴类键槽,一般采用轴用键槽塞规或游标卡尺测量;对孔类键槽,大都采用孔用键槽塞规测量,但用塞规测量孔内键槽不太方便。现介绍一种用改制涨簧式内径百分表测量轴、孔键槽的方法。涨簧式内量表一般带几个测头(形状如图1)。为了测键槽,可把原来的测头修磨成如图2的形状。测头的两测点应紧靠端面,这样便于测量键槽的根部。为了保证测量准确,可按键槽公称尺寸加工不同技术规格的校准环规,也可利用量块附件组成需要尺寸,用来对零位。操怍方法:用量块附件组成被测键槽公称尺寸,校对零位后,即可测量,从指示表中读出偏差值。我厂采用Φ10～20mm内径量表测头组,改制成6、8、10、16(mm)等四种规格的测头。     

提高嵌入式时栅传感器精度的测头设计方法

为了提高嵌入式时栅传感器的测量精度,结合传感器自身的特点,从布置方式和数据处理方式两方面设计了特殊的测头结构。首先利用谐波分析确定传感器误差的主要频次,然后分别针对长短周期的误差采用多组测头对径和间隔特定空间角度的测头布置方式,测头之间采用数字量相加的数据处理方式,最后通过实验验证了这种测头结构和数据处理方式的有效性。结果表明,与单测头结构相比,这种方式将长周期误差降低了75%,短周期误差降低了83.6%,更有效地提高了嵌入式时栅传感器的测量精度。     

三自由度并联机构坐标测量机误差建模与仿真

给出了三自由度并联机构坐标测量的运动反解模型,依据矩阵全微分理论,导出测头位姿态差与各运动副位置误差及调节器运动误差之间的相互关系,建立了新型坐标测量机的误差模型。通过计算机仿真,讨论了机构参数误差对测量结果的影响,为实际误差的补偿写控制奠定了理论基础。     

一种新型三自由度虚轴坐标测量机机构的误差建模与仿真

设计了一种新型三自由度虚轴坐标测量机机构,给出了其运动学正解模型,依据全微分理论,导出测头位置误差与结构参数误差及3个并联驱动杆长度误差之间的相互关系,从而建立起这种新型并联机构的误差模型;然后利用计算机仿真方法,验证了误差模型的准确性,分析了3个并联驱动杆长度变化以及结构参数误差变化对测头位置误差的影响,为该虚轴坐标测量机机构的加工制造及其误差补偿奠定了理论基础,该并联机构还可用于运动模拟器、并联机床等其它并联运动装备.     

Error analysis of a parallel mechanism considering link stiffness and joint clearances

In order to utilize a parallel mechanism as a machine tool component, it is important to estimate the errors of its end-effector due to the uncertainties in parts. This study proposes an error analysis for a new parallel device, a cubic parallel mechanism. For the parallel device, we consider two kinds of errors. One is a static error due to link stiffness and the other is a dynamic error due to clearances in the parts. In this study, we propose a stiffness model for the cubic parallel mechanism under the assumption that the link stiffness is a linear function of the link length. Also, from the fact that the errors of u-joints and spherical joints are changed with the direction of force acting on the link, they are regarded as a part of link errors, and then the error model is derived using forward kinematics. Lastly, both the error models are integrated into the total error, which is analyzed with a test example that the platform moves along a circular path. This analysis can be used in predicting the accuracy of other parallel devices.     

3-PSS并联机构正解及其在坐标测量机中的应用

针对传统坐标测量机和关节臂测量机存在的技术局限,基于3-PSS并联机构原理,提出了只需一只长光栅、一条精密导轨即可实现三维空间精密测量的坐标测量机,并研究了测量系统的测量模型、测量误差模型及并联机构误差平均效应.根据并联机构基本理论建立了测量机的六杆测量模型,在此基础上进行了杆长制造、装配误差和光栅读数误差的理论分析.然后,从理论上展示和说明了并联机构存在误差平均效应的数学本质和依据.最后,介绍了样机的设计及制造,并给出初步的实验结果.在没有进行误差修正和系统标定的前提下,该样机在X,Y,Z3个坐标方向上的测量误差分别为0.029 mm,0.045 mm和0.058 mm.得到的结果可指导新样机的优化设计.     

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。     

Evaluation of a multi-sensor horizontal dual arm Coordinate Measuring Machine for automotive dimensional inspection

Multi-sensor coordinate measuring machines (CMM) have a potential performance advantage over existing CMM systems by offering the accuracy of a touch trigger probe with the speed of a laser scanner. Before these systems can be used, it is important that both random and systematic errors are evaluated within the context of its intended application. At present, the performance of a multi-sensor CMM, particularly of the laser scanner, has not been evaluated within an automotive environment. This study used a full-scale CNC machined physical representation of a sheet metal vehicle body to evaluate the measurement agreement and repeatability of critical surface points using a multi-sensor horizontal dual arm CMM. It was found that there were errors between CMM arms and with regard to part coordinate frame construction when using the different probing systems. However, the most significant effect upon measurement error was the spatial location of the surface feature. Therefore, for each feature on an automotive assembly, measurement agreement and repeatability has to be individually determined to access its acceptability for measurement with a laser scanner to improve CMM utilisation, or whether the accuracy of a touch trigger probe is required.     

3-PRS并联机构误差分析及补偿研究

并联机构由于其自身结构的特点,正引起人们越来越多地关注。本文针对3-PRS并联机构进行了研究,在对机构进行运动学分析的基础上,考虑引起系统位置误差的因素,对并联机构进行了误差补偿。实验结果表明,经过补偿后,机构的精度得到了很大的提高,补偿方法具有实用价值。     

PH9/PH10回转体的回转误差及其补偿

本文分析ＰＨ９／ＰＨ１０回转体的回转误差来源,定义了六个分项误差,进行了各项误差的检测实验,并补偿了其中的系统邮ＰＨ９／ＰＨ１０回转体的定位精度,从而实现三坐标测量机回转测头系统的一次性标定。     

一种串并联式Stewart平台机构的误差分析

设计了一种由双级并联机构组成的位姿精调试验平台 ,分析了平台上每个铰链点的位置误差和各支链的长度误差对试验平台末端执行器运动精度的影响 ,建立了试验平台末端误差的数学模型。仿真结果表明 ,该机构的位姿误差具有线性叠加性 ,这种串并联平台末端误差的相对变化量很小 ,基于该构型的试验平台可达到较高运动精度。