柔性质心测量方法及不确定度评定

为了实现大尺寸飞行器质心的测量,提出了一种柔性质心测量方法。对该方法的重力作用线测量、坐标转换、质心合成等问题进行了研究并进行了不确定度分析。首先,测量被测件在任意一个状态下质心在测量设备中的投影,建立通过该投影的重力作用线并通过坐标转换将重力作用线转换到被测件坐标系下。然后,将被测件旋转或倾斜任意一个角度,测量该状态下重力作用线并转换到被测件坐标系中,通过求得两条重力作用线的交点获得质心。最后,采用蒙特卡洛仿真分析法对该测量方法进行了不确定度评定。仿真分析表明,该方法的测量误差≤0.3mm,实验结果表明,质心测量误差≤0.3mm,可以在被测件与测量设备相对位置关系未知的情况下实现质心的高精度测量。     

基于线结构光的空间圆几何参数测量方法

在双目视觉测量中,针对工件圆孔边缘特征点难以寻找,提出了把线结构光与圆孔边缘的交点作为特征点的方法,有效避免了匹配困难的问题。首先提取圆孔边缘像素点,根据最小二乘法拟合椭圆方程,在圆孔边缘上打出多条线结构光,提取工件表面上的激光条纹中心,并拟合出直线方程,联立两个方程,得到圆孔边缘点的像素坐标,结合两相机的内外参求出该边缘点的空间三维坐标,最后利用空间圆的几何特性拟合出圆孔的中心坐标和半径值。通过实验验证了该方法简单易行,灵活性高,精度较高。     

加工中心测头的校正

在加工中心上加工工件时,测量刀具直径、长度以及确定工件零点坐标等需占用大量辅助工时,缩短这部分辅助工时对生产效率的提高具有重要意义。为此,我厂在引进辛辛那提公司四轴加工中心的同时,选购了雷尼绍(Ｒｅｎｉｓｈａｗ)公司的ＴＳ27Ｒ型刀具测头和ＭＰ12型主轴测头。刀具测头可快速测量刀具的长度和直径,并将测量值自动输入机床控制系统的刀具表中。主轴测头可准确测量工件表面位置坐标、外角和内角点位置坐标、圆柱中心线、两平行平面的中心面位置坐标,并建立工件零点与程序零点的对应关系。这两种测头操作简便,测量准确。但因两种测…     

激光扫描在工件角点定位中的应用方法

为了获取激光测量平面中工件角点的精确坐标信息,提出一种激光扫描在工件角点定位中的应用方法。利用安装在机械臂末端的激光传感器扫描工件从而获取工件在激光测量平面的三维几何信息。通过相邻两个采样点之间的高度差求出工件特征轮廓点坐标信息,结合欧氏距离大小关系确定同一个连通区域上工件的特征轮廓点,利用同一个连通区域上相邻的三个特征轮廓点间斜率的数值关系得出连通区域上角点的坐标信息。实验结果表明,利用该方法对工件进行检测,得到角点检测精度为,检测平均时间在0.5s内,检测结果有效可靠,能满足精度要求,为工件在激光测量坐标系中的定位提供了重要依据。     

在坐标镗床上加工校准量具

在加工具有空间交点尺寸要求的机械零件时,由于其空间交点的位置精度直接影响并制约该零部件的整体精度,因此,对该类工件的工艺编制,加工检测等技术要求较高;同时反映在零部件中与该点相关的点、线、面愈多,尺寸精度要求愈高,则加工难度就愈大。本文以该类典型零件高精度校准量具为例,就其坐标镗工序的装夹、测量、加工、辅具应用及工艺程序进行阐述。     

翻转法测量工件重心技术研究

提出了一种工件重心坐标的测量方法。通过测量三个均匀分布支承工件的称重传感器的支承力,可以计算出工件重心在水平面的坐标（x,y）。然后将工件翻转一定角度θ,同样可以计算出这时的水平坐标（x＇,y＇）。根据这两个坐标就可以通过坐标变换计算出工件重心的坐标（x0,y0,z0）。工件重心的测量可以指导工件的打磨,从而使工件的重心位置在理论重心的公差范围以内,保证了零件的静平衡和动平衡要求。     

大尺寸带翼飞行器质心测量新方法

现有的大尺寸带翼飞行器质心测试方法在精度和效率上无法兼顾。针对该问题,提出了一种质心测量新方法,并研制了一套质量质心测试系统。该系统采用激光跟踪仪用于得到测量设备坐标系与产品坐标系的转换关系,解决了现有的小角度翻转法的原理弊端,从根本上提高了测量精度。本方法的优势在于进行产品测量时候只需测量一组产品关键点及测试设备参考点坐标,相对于现有的坐标定位-称重法,提高了测量效率。仿真结果表明,倾斜角度为15°时,质心测量标准不确定度低于1.91 mm,实验结果表明,相对于传统方法,采用本方法测得质心误差减小了1/3左右。     

基于定位平台的大尺寸工件视觉测量技术研究

对于大幅面工件的几何尺寸很难进行全尺寸视觉测量的问题,提出一种单目视觉加运动控制联合的测量方法.该方法结合了图像检测功能与运动平台的可移动特点,对大尺度工件进行分区编号,控制直线精密定位平台按逆时针顺序对相应区域进行图像采集处理,并建立一种基于Canny边缘检测与分段序贯最小二乘法拟合求交点的角点检测算法,通过获取先后两不同区域图像角点坐标的偏差,结合定位平台位移信息,实现对大幅面工件的全尺寸视觉测量.最后运用建立的大尺寸工件视觉测量系统对特征丰富的工件进行测量实验,实验结果表明系统在200mm测量范围内可保证0.05mm的精度要求.     

斜齿圆柱齿轮螺旋角激光精密测量方法的研究

提出一种基于激光位移传感器的非接触式斜齿圆柱齿轮螺旋角的测量方法与装置。根据最小二乘法将被测斜齿轮端截面上的采集点拟合成一段平滑曲线(齿廓),求出该曲线与分度圆的交点位置,依次进行若干个端截面的测量,得到同一个轮齿不同截面上齿廓与分度圆的若干个交点位置,再经直线拟合,利用坐标法计算出直线的斜率,可得到斜齿轮的螺旋角。基于激光位移传感器的齿轮测量方法可有效提升斜齿轮螺旋角测量的精度与效率,也适用于斜齿轮各项误差的精密测量。     

基于单目立体视觉的三坐标在线识别技术研究

为了满足智能三坐标测量机对被测零件位姿快速准确识别的要求,根据三坐标驱动摄像机精确移动的特点,采用单个摄像机的双目视觉测量技术,在两个不同的位置拍摄得到被测物体的图像信息,图像经处理后得到图像质心,然后通过边缘图像质心的同名像点匹配,将质心的偏移量作为约束条件,实现了单摄像机的立体匹配。实验验证表明该方法简单可行,完全满足测量要求。     

基于卡尔曼滤波的焊缝检测技术研究

提出一种基于卡尔曼滤波技术的电弧焊焊缝检测新方法。利用视觉传感器获取弧焊区熔池图像,并抽取图像质心作为描述焊缝位置的特征矢量,建立图像质心状态方程和测量方程。在有色噪声模型的基础上,应用卡尔曼滤波对图像质心位置和质心位移进行状态估计,得到最小均方差条件下的焊缝位置最佳预测值,从而减小过程噪声和测量噪声引起的焊缝位置测量偏差,实现弧焊过程中焊缝位置的精确检测。计算机仿真及实际焊接试验结果验证了该方法的有效性。     

足部三维测量系统中CCD传感器的全局标定

介绍了足部三维形貌测量系统的原理以及利用测量系统已有的一维运动机构和专用标定组件对测量系统所有CCD进行全局标定的实用方法。建立了基于光平面坐标系、标定坐标系、一维运动机构坐标系和CCD图像坐标系的测量系统模型;在测量系统一维运动机构的控制下,光平面分别对标定组件中两个斜面进行扫描,求取两个斜面上扫描线在光平面坐标系中的交点坐标,并根据光平面坐标系中交点坐标和CCD图像坐标系中交点坐标的对应关系,采用坐标映射方法建立光平面与CCD图像坐标系之间的坐标转换关系;确定了基于坐标系之间转换参数的优化目标函数,并根据标定块的标称值和实际测量结果,利用POWEL直接优化方法对坐标系之间的转换参数进行了优化。测量结果表明,单个CCD重复测量误差＜0.062 5%;4个CCD测量值相对误差＜0.365%。实验结果表明,所述全局标定方法减小了一维运动机构、光平面和足支撑玻璃平板之间安装调节误差以及CCD等器件非线性带来的影响,且简便、实用、不需要其它精密标定仪器,可以对测量系统进行现场标定。     

曲柄群机构单元化惯性力矩平衡

针对曲柄群机构的特点,将曲柄群机构划分为曲柄和连杆两类运动单元,首先以运动单元为基础,通过改变质量分布状态实现该曲柄群机构的惯性力平衡。在机构惯性力平衡的基础上,推导了机构惯性力矩平衡时连杆质心坐标与曲柄回转中心坐标的关系,得出通过改变连杆质心位置实现曲柄群机构惯性力矩平衡的方法,并通过仿真试验证明了该方法的有效性。该方法得到的计算结果简单明了,同时对于工业生产中设计曲柄群机构的结构尺寸以减小或消除该机构的基础振动也具有较好的指导意义。     

基于加工中心的在机测量系统

开发了利用加工中心和自行开发的测量软件实现的坐标测量系统。在加工中心主轴上安装触发式测头,利用加工中心的高精度行走机构,运行在机测量软件生成的测量主程序和典型几何特征的测量宏程序,对在机加工的工件进行坐标测量;测头接触工件时产生触发电信号,数控系统记录此时的机床三个坐标值作为测点数据,测量完成后将所有的测点数据传送回测量软件;利用编制好的算法对工件实现尺寸、形状和位置误差的计算与评价,使加工中心实现坐标测量机的功能。     

孔轴共存型工件的测量新方法及自动化测量系统

介绍了测量孔轴共存型工件的激励动态位置跟踪测量法及其自动化测量系统。该方法通过工件在测量夹具内的运动测得几个特殊位置参数,从而可计算出工件的孔径、轴径和中心距,具有测量精度高、速度快、成本低等优点。     

孔位置度精确补偿加工技术

介绍已加工圆周分布孔的位置度补偿加工技术。通过Leica AT901-B型激光跟踪仪对工件进行在线检测,得到圆周分布孔的实际坐标和位置度误差。按最大实体要求(MMR)补偿孔位置度公差,重新判定孔位置度误差是否合格。利用被测点理论坐标与实际坐标的差值f_x、f_y,经过测量坐标系与加工坐标系间的坐标变换,对孔位置度进行补偿加工,使孔的位置度误差得到精确控制。     

基于压电测力仪三维质心测量方法研究北大核心CSCD

针对被测模型质心测量精度高、变化范围小的动态测试需求,以四点支撑式压电测力仪为基础开展了测量方法研究。分析对比单一状态测量质心法与两状态测量质心方法,以测量精度为目标对两状态测三维质心法进行研究与改进,最终确定图解法三维测量质心。通过仿真分析进行了方法可行性验证,设计两状态质心测量结构,采用放置小砝码进行质心测量实验。实验结果表明:改进后的测量方法满足三维质心的测量精度需求。     

传动元件的有控点共轭啮合运动几何测量法

一、概述就传动元件几何形状精度的评定观点及相应的测量方法和原理而言 ,其测量法大体可分为三类。1 .几何坐标测量法这种测量法的基点在于被测件是一个几何实体。建立一个基准测量坐标系 ,将被测工件 (它有自身的坐标系 )放置在该测量坐标系中去进行度量。按照工件坐标系和测量坐标系的关系 ,测量出该工件上被检测轮廓形状 (点、线、面 )和理论虚拟几何体上相应处轮廓形状 (点、线、面 )的差异 ,它可归结为测量对应点坐标位置的差异 ,即测量头与被测传动元件之间为点接触 ,所测量的误差数值 ,为被测工件表面实际轮廓上对应该检测点的轮廓…     

基于机器视觉的工件角度测量方法

工件角度测量方法是一项利用机器视觉技术的角度测量技术,可实现快速、非接触式测量。同时克服了人为因素。以角度块规为研究对象,首先利用亮度特征和。诲u法实现零件彩色图像灰度化和灰度图像二值化。其次利用面积法去噪和边缘提取减少噪声对后续处理的影响和提高处理速度。再次利用边界点法提取零件边缘的临界点并剔除多余的临界点即可确定三个顶点的位置坐标。最后利用倾斜角关系确定三个角度值及位置关系。试验表明。该算法可以实现了工件多角度一体化测量,实现了快速、非接触测量,满足当前工件角度检测要求。     

双机器人协同旋转过程中的四元数插补路径规划

双机器人绕中心点协同旋转可实现工件在空间中的灵巧姿态变换,本文提出一种基于四元数路径圆弧插补方法,应用于路径控制点的坐标旋转与坐标位置插补。首先,将路径圆弧初始控制点表示为四维齐次变换矩阵,提取三维旋转矩阵与坐标向量两个部分。然后,把旋转矩阵转换为四元数进行坐标旋转插补,对控制点坐标向量进行位置插补,以求解该方法的齐次变换矩阵通解;最后,由逆运动学得出插补控制点的关节坐标系,导入机器人示教器,以对双机器人协同旋转进行实验验证。实验结果表明:该方法能计算出路径圆弧轨迹的插补控制点,插补路径平滑,符合关节角限制,圆度误差控制在1.1 mm以内。可实现双机器人协调搬运工件在空间中的多角度对中心旋转,具有普遍适用性。