CMM测量中复杂零件的路径规划研究

在复杂零件的三坐标测量路径规划中,测量点的排序存在组合优化问题。以测头角度变换次数最少为原则,采用对待测几何特征按测头角度的可达性进行分组,并对其进行集中测量的方法,基于多色集合理论建立了问题的约束模型。根据此约束模型,利用遗传算法对路径规划中的几何特征测量排序进行优化。针对实例零件,验证了复杂零件的全局路径规划问题。     

规则约束和蚁群算法三坐标测量路径规划研究

为了提高三坐标测量中测量路径的有效性和合理性,采用带有规则约束的蚁群算法对三坐标测量路径进行优化。基于新一代GPS相关思想,将"几何要素"作为规划对象,并结合实际测量规则及相关理论研究,提出了测头路径规划规则。利用多色集合中的围道布尔矩阵建立了被测几何要素与测头角度和检测平面之间关联关系的形式化描述模型,在该模型与相应规划规则的共同约束下,利用蚁群算法对路径进行优化。经实例验证,表明该方法可靠、有效。     

基于人工免疫算法的三坐标测量机路径规划

为了提高三坐标测量机(CMM)的测量效率,提出多色集合理论模型与人工免疫算法相结合的方式规划CMM自动测量路径。通过待测特征与测头特征、测头角度和待测面的关系建立多色集合围道矩阵,然后进行合取运算建立合取围道矩阵;结合多色集合理论约束模型,采用人工免疫算法,优化全局测量路径。实例表明,该算法提高了三坐标测量机自动检测效率,并已用于实际检测,具有一定实践意义。     

基于多色集合的飞机连接装配工艺规划与资源配置

为提高飞机连接装配工艺规划的自动化水平,在研究飞机连接装配工艺特点的基础上,基于多色集合理论,在统一的数学模型中同时构建了工艺规划模型和资源配置模型.采用多色集合理论构建了工艺规划围道矩阵和扩展多色图,提出了多色图到多色集合关系规则模型的映射机制,以此建立了工艺规划模型,并提出了工艺路径求解算法.在此基础上,采用多色集合理论中的体运算,建立了与工艺规划模型匹配的工艺资源模型.以飞机铆接装配工艺规划为例,对所提理论与方法进行了验证.     

一种新型并联柔顺测头的静力学分析

测头是精密测量设备的关键部件,开发性能优良的新型测头是精密测量技术领域关注的重点。现有研究主要关注完善测量理论和优化传感器性能,对测头本体结构创新方面研究较少。基于并联机构位于奇异位形时,机构获得额外瞬时局部自由度这一基本属性,利用"刚体替换综合法"构造出一种新型并联柔顺约束测头。利用线几何和力雅可比矩阵零空间法简要阐明了机构具有三维测头所需的功能自由度。基于并联柔顺支撑机构的静力学及分支杆刚度模型,构造机构的整体刚度矩阵,建立测头的测力-位移模型,通过数值模拟和有限元软件验证理论分析的正确性。研究内容拓展了并联柔顺机构的应用范围,丰富了精密测头约束支撑机构的结构创新方法,为进一步构造基于该类型并联柔顺机构的新型测头奠定了重要的理论基础。     

基于相对速度瞬心不同型号测头升程与转角折算算法的研究

测头的选择受到凸轮设计要求的严格限制,严重制约检测仪器检测效率的提高。为解决不符合设计要求的滚柱测头难以检测相应凸轮片的问题,扩大凸轮轴检测仪的检测范围,提出基于相对速度瞬心的不同型号滚柱测头升程与转角之间转换关系的折算算法。介绍凸轮轴检测设备的测绘原理,分析不同型号滚柱测头升程及转角之间能够相互折算的条件及场合。通过检测实例,分别采用正向验证及由理论测头检测数据反求凸轮测量数据两种方法对不同型号滚柱测头的折算算法进行验证。对折算修正后离散的凸轮轮廓数据进行三次参数样条插值拟合,去"毛刺"等处理。对比分析非理论测头的折算数据与理论滚柱测头所测凸轮轮廓数据:经该算法修正优化后的非理论测头升程的最大误差是1.4μm,满足凸轮机构高精度运动分析的要求。     

智能三坐标测量机检测规划问题的研究综述

从测头和测头方向的选择，测量点数目及其他位置的确定，检测路径的规划，碰撞检查和碰撞规避问题等几方面对自动检测规划的研究和发做了较全面的综述，并对提高检测规划的可靠性和效率提出了几点建议。     

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。     

测微仪测头临界脱离频率的研究

通过对电感测微仪测头运动模型的建立,对接触式动态测量时测头与工件的临界脱离频率进行了理论分析,并通过试验数据验证了理论推导的正确性。     

基于三维扫描式测头的弧齿锥齿轮测量与误差处理方法

针对一维测头测量弧齿锥齿轮存在的测量效率低以及测量大螺旋角齿轮存在较大原理性误差的问题,研究了基于三维扫描式测头的弧齿锥齿轮齿形及齿距测量方法。首先,建立了在齿轮测量中心坐标系下的弧齿锥齿轮理论测量模型;其次,根据已建立的理论测量模型规划了齿形及齿距测量路径;进一步,根据三维扫描式测头特点建立数学表达式对齿形和齿距测量点数据进行分析处理,得到齿形及齿距偏差值;最后,进行弧齿锥齿轮齿形及齿距测量实验。实验表明,三维扫描式测头测量弧齿锥齿轮可简化测量操作,提高测量效率及准确性。     

坐标测量机高精度测头技术

介绍了坐标测量机高精度测头的研究发展现状;分析了接触方式,光学方式,扫描方式测头的优缺点,研究了日本松下公司研制的高精度测头测量原理;基于原子力微探针的基本原理,设计了一种新型的坐标测量机测头,指出了采用原子力准接触技术是测头向高精度发展的方向之一。     

在齿轮测量中心上用“极坐标法”测量渐开线齿廓

近年来,已几乎被淘汰的"极坐标法"又重新成功地用于在齿轮测量中心和成型齿轮磨床上测量渐开线齿廓。文中论述了借助用球规精确校准3D(或2.5D)测头的测针位置;用"测头扫描"技术控制测量运动;以测头预偏位来抵消测针球心偏置和专门的数据采集方式等技术手段,使测量的精度、效率和方便性得到新的提高的方法。     

接触式轴孔内径在线测量中测头系统误差分析

为提高轴孔内径在线测量精度,分析了接触式测量过程中,测头半径误差与测头预行程误差对测量结果的影响以及其补偿方法。针对测量过程中测头半径误差,通过计算被测点的法矢,可进行有效的测头半径误差补偿;提出了基于BP神经网络的预行程误差预测模型,根据标准球实际测得的预行程误差,在对所建立的神经网络训练的基础上,对触发式测头在不同法矢上的预行程误差进行预测,并将预测结果与标准球相应的实际测得的结果进行比较,比较结果验证了该预行程误差预测模型的有效性。     

非接触式曲面测头设计及精度试验研究

针对激光测头因测量范围小难以满足大量程自由曲面的高精度测量要求的问题,基于伺服运动控制技术,集成激光测头和光栅尺研制了一种非接触式测头。控制激光测头工作在线性度误差较小的中心范围内、而采用光栅尺反馈实现大范围的测量,详细介绍了系统的硬件及软件设计。试验数据处理结果表明,与激光测头相比,研制的非接触式测头测量范围扩大了1倍,而测量不确定度、修正值、线性度等精度指标并没有下降。     

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。     

OMNI Sip三维万向测头

测头是坐标测量机的关键部件，直接关系到测量机的工作效率和测量精度。坐标测量机测头按测量方式可分为接触式和非接触式两大类。接触式测头又可分为机械式、电气式和光电式；非接触式测头则包括光学显微镜测头和电视扫描测头等。本文介绍的瑞士Sip公司生产的OMNISip三维万向测头属于接触式光电测头。一、工作原理OMNISip三维万向测头（见图1）可在空间以任一方向进行探测。测头的设计遵循了以下计量原则：①测头无内部摩擦；②对探测方向无限制；③无非线性轴向运动。测头本身就可看作是一台微型测量机。测头内有一个可向任意方向运…     

基于统一建模语言和多色集合理论的工作流建模方法研究

在分析了统一建模语言和多色集合理论两种工作流建模方法优缺点的基础上,提出了基于统一建模语言和多色集合理论的工作流建模方法。将活动节点的两两组合作为多色集合的元素,将节点间的连接关系作为多色集合的围道,由此建立了从统一建模语言活动图到多色集合围道矩阵模型的转换机制,给出了工作流过程模型的路径求取算法。以企业备件采购申请过程为例,应用以上理论和方法,定量评价了工作流执行效率,从而重组和优化了该工作流过程。     

基于多色集合理论的夹具概念设计研究

采用多色集合理论建立了夹具概念设计模型。通过对夹具设计模型的装配关系及各元素基本作用的分析，得到夹具概念设计的元素关联图，并生成多色图。利用夹具概念设计多色图和多色集合的算法，找出满足约束奈件的所有路径和可能的设计方案。与其他方法相比，采用基于多色集合理论的夹具设计方法便于计算机表示、操作及计算机编程。     

基于一维测头准双曲面齿轮齿面偏差的测量

提出了基于一维测头准双曲面齿轮齿面偏差的测量及误差补偿方法。规划了齿面测量网格区域，并计算得到网格节点的坐标值和单位法矢。运用复杂曲面测量原理及误差补偿理论，建立了偏差数据补偿修正的计算式，得到了真实齿面在法线方向的偏差。在国产测量中心上使用一维测头对实际产品进行了齿面偏差测量，其结果与使用三维测头的M＆M3525测量中心的测量结果基本一致，从而验证了该测量方法的可行性和正确性。     

总温总压测头模态振型变化规律研究

采用测量耙测量航空发动机总温总压是发动机定型试飞中的主要测量手段之一。如果测量耙或测头的响应频率与发动机的振动或气流激励频率相吻合,会产生谐共振,使测量耙或测头容易损伤甚至断裂,轻者测量耙或测头不能正常工作,重者将损伤发动机转动部件,危及飞机飞行安全,因此在测头设计过程中,必须选择合适的尺寸参数,使测头固有频率远离激励频率,本文采用Ansys进行参数化建模,对测头的固有频率随各个参数变化规律进行研究,为测头设计尺寸选择和修改提供参考依据。