接触式测微仪测头动态性能分析

随着测量速度的提高，测微仪测头的动态性能已经成为影响测量精度的重要因素，本文通过对测头进行模型简化，就接触式动态扫描测量时测头与工件的脱离问题进行了深入的理论分析，给出了两者临界脱离时工件振动频率与传感器(测头)固有频率的理论关系，同时分析了影响理论脱离点的因素，为改善测头的动态响应性能提供了重要的理论依据。     

三维扫描测头的标定方法

为降低三维扫描测头中标定方法对测量系统定位精度的要求,提出了一种三维扫描测头标定方法,设计了一种最小二乘迭代算法及迭代数据筛选算法,实现了三维扫描测头高精度高效率的标定.为验证该三维扫描测头标定方法的稳定性与精度,设计若干组标定仿真实验,测试各类误差对于三维扫描测头标定结果的影响.结果表明:该三维扫描测头标定方法对于三维扫描测头标定过程中定位精度没有要求,对于测量机误差及扫描测头探测误差不敏感,三维扫描测头坐标系单位向量精度达0.000 01,完全满足三维扫描测头标定要求.     

基于弹性导轨的整体三维测头及标定机构设计

测头是坐标测量技术中最关键的零部件之一,测量的精度直接依赖于测头的设备精度.针对目前我国市场上高精度三维测头匮乏的现状,通过对弹性导轨受力模型和受力与平行位移之间关系的研究,在考虑柔性铰链特性的基础上,同时考虑到测头工作中的重力平衡,设计出了整体式三维测头机构与标定机构,该机构与双频激光干涉仪结合对参数进行标定.该方案所设计的测头结构紧凑,测量范围广,工艺性好,标定工作台和标定方案设计科学合理.     

三坐标测量机测头系统的误差分析与修正

测头是三坐标测量机的关键部分,其动态性能对测量机最终测量结果有直接的影响。为了提高三坐标测量机测头的测量精度,以触发式测头系统为主,研究了测头系统动态误差的构成,分析了测头预行程误差来源及影响因素,提出了将测头直径动态标定与微平面补偿法相结合的方法对测头直径进行补偿。通过对凹轮轮廓进行测量,并在逆向工程软件中对测头直径补偿前后进行对比。结果表明,该方法对测量机测头直径有较好的补偿效果,具有一定的应用价值。     

基于CAMAC标准的LVDT信号采集系统

为了满足CNC齿轮测量中心三维测头的使用需求,提高数据测量性能和系统稳定性,提出了相应的设计方案.文中主要从提高系统精度减小电路体积的角度对LVDT信号采集系统中所必需的信号调理、A/D转换和接口电路部分进行了针对性的设计.通过实验验证,测量数据线性度能达到0.93%,重复精度误差为0.13%,A/D转换时间小于0.01ms.可见系统能满足CNC齿轮测量中心的响应速度要求及动态精度要求,能够在齿轮测量领域得到方便、稳定、有效的应用.     

基于iGPS和机器人的大尺寸接触式测量系统

针对传统大尺寸复杂曲面特征点坐标测量过程中存在的被测工件与测量系统进行坐标系统一时会存在较大偏差、被测工件在测量过程中易产生移动和深孔中心位置点无法准确测量等问题,设计了一种用于大尺寸复杂曲面特征点的坐标测量系统。首先,对手持框架和探针的结构进行了设计,使用iGPS定位系统和工业机器人搭建了测量系统。然后,采用微平面法对探针测头进行了补偿。测量系统可同时实现对大尺寸曲面上特征点三维坐标的自动化测量和动态测量。实验结果表明:采用微平面法的测头补偿误差不超过±0.2mm,深孔中心位置点的测量精度在±0.2mm左右,测量系统不确定度为0.279mm。测量系统可实现大型复杂曲面坐标的动态跟踪测量,且适用于带有深孔特征的曲面测量。     

基于数字模型的复杂曲面测量原理和技术

依据复杂曲面测量中球形测头的中心轨迹与被测曲面之间互为等距曲面的关系,用双三次B样条曲面建立了描述测头中心轨迹曲面的数字模型。该模型可以按给定精度要求逼近测头中心轨迹曲面。同时提出了一种测头半径三维补偿原理及实施技术,进行了精度分析,最后给出了测量实例。     

模拟测头导向机构动力学特性研究

模拟测头导向机构的特性对测头导向精度具有较大的影响,在考虑导向簧片非线性、大变形特点的基础上,提出一种测头导向机构动力学建模新方法.根据Bernoulli-Euler方程,结合伪刚体模型,求得系统的动力学方程.建立模拟测头导向机构固有频率与导向簧片几何参数之间的关系,通过实例分析验证该方法的有效性,为平行簧片导向机构的设计提供理论依据.     

小孔径尺寸分组测量的原理与精度分析

论述了用圆度仪对小孔径进行直径分组测量的原理,通过对影响测量精度的几个因素的分析,排除了工件安装误差和测头位置偏斜对测量结果的影响,保证了系统的测量精度,并给出了测量的数学模型。     

一种非圆零件的磨削加工的液压弹性进给驱动机构

液压弹性进给驱动是利用弹性波纹管作为驱动元件,当高压油液被引入波纹管内时将引起其线性伸长并对支架的垂臂产生一推力,该力将进一步引起水平弹性臂变形而引起研磨头位移.在弹性范围内变形位移与工作压力成正比.因而控制压力的波形即可得到所需要的研磨头的运动轨迹.压力波形由一压力控制阀实现.本文对研磨头位置精度及由此引起的非圆零件表面加工质量有重要影响的动态特性作了理论分析,并设计实验验证了液压弹性进给装置的性能,此装置在研磨头与非圆零件外轮廓接触时对磨头施加一恒定的力以模拟研磨力.实验结果证明进给驱动的刚度足够大,能够保持研磨位置精度.     

三坐标测量机测头的校正方法和误差分析

三坐标测量机的测头是坐标测量机的关键部件,主要用来触测工件表面。为确保测量机的测量精度和测量效率,现通过对三坐标测量机测量系统接触式测头结构特点的分析,并对测头校正时所产生的误差进行分析探讨,提出了测头直径有效的校正和使用方法,从而获得最佳的有效工作长度和测针刚性,提高了测量精度。     

校正氧化锆测氧传感器非线性误差的数学模型

讨论了静态特性对锆头测量误差的影响，及双参数校正法在解决减少锆头非线性误差的局限性．提出了氧化锆测氧传感器的另一种静态特性数学模型．用这一模型实现依模测量，能明显克服锆头的非线性误差，使测量精度提高两个数量级．在智能仪表中这种模型有广泛的应用前景．     

非接触式回转体测量系统的路径规划

非接触式回转体测量系统,以三坐标测量仪为平台,在其基础上设计高精度转台带动工件回转,以光电非接触式位移传感器为测头,通过三坐标带动测头移动实现回转体的内外径测量。对于复杂外形的工件,测头的运动路径对测量效率和测量精度都有较大影响,针对多个台阶面的回转体测量过程中的路径规划开展研究,分析测头的运动路径对测量精度的影响,通过蚁群算法对测头的运动路径进行规划。实验表明,蚁群算法相对比较稳定,对于回转体零件的测量精度达到5μm,测量效率也有明显优势。     

基于响应面方法的数控机床空间动态特性研究

机床运动部件位置姿态在加工空间的变化,造成机床质量矩阵、刚度矩阵以及阻尼矩阵随之变化,导致机床动态特性预测具有复杂性和不确定性。针对加工空间机床动态特性的准确预测问题,本文提出一种基于响应面理论的数控机床空间动态特性研究方法。该方法以数控机床固有频率频率这一关键动力学性能指标为例,分析机床整机动态特性与机床位置姿态之间的数学关联关系,基于正交试验设计和响应面方法理论,构建预测广义加工空间数控机床动态性能变化的响应面模型,揭示机床动态特性在加工空间的演化规律,并在该响应面模型基础上提出机床动态特性影响因子概念,计算各方向运动部件的位移变化对机床动态特性的影响程度,共同确定机床最优加工位姿和加工路线。将该方法应用于一台三轴立式加工中心,采用正交试验设计确定移动部件的不同位置组合作为计算样本点,在ANSYS仿真软件中计算每个样本点的前5阶固有频率,建立反映位置特征与固有频率数值的二次多项式响应面模型,并通过计算响应面模型质量评价指标验证了该模型的有效性,以此分析机床前5阶固有频率在加工空间的分布规律及其对x、y、z向位移变化的灵敏度,阐明机床空间位姿对机床动态特性有较大的影响,为机床工艺规划和优化设计提供了新的分析方法及技术支持。     

一种平行片簧结构扫描测头的研制

针对凸轮轴及曲轴测量的实际需要,设计了一种一维扫描测头,建立了测头的力学理论模型,并重点研究其核心部件平行片簧机构的受力变形理论,推导完善了平行片簧机构的变形公式.定量分析了影响测头测量精度的因素,找出误差产生的根源.以凸轮轴测量仪为实验平台完成了测头的性能实验,采用VDI-3441评价标准得到测头的重复定位误差为1.72μm.     

并联六坐标测量机的误差模型和误差补偿

为了探讨并联坐标测量机的机构原始误差和测量过程误差引起测量结果的偏差,在并联六坐标测量机的位置分析基础上,依据矩阵全微分理论,提出了机构原始误差与测头的位置和姿态误差模型。研究了机构参数误差变化对测头的位置和姿态误差的影响,明确了减小测头误差的主要途径是提高测量机零部件的机械加工和装配精确度,严格控制角度误差,给出了在机构参数存在误差的情况下,采用误差直接补偿法修正测头位置和姿态的方法,仿真验证表明,采用软件误差直接补偿法,可以明显提高测量准确度。     

全数字化航测成图精度分析

结合生产实践 ,从影响成图精度的几种因素的估算方法入手 ,比较分析了全数字化测图仪器同模拟测图仪器之间的精度差别 .由误差分析和检测结果显示出全数字摄影测量系统仪器比模拟测图仪器的精度高 ,对今后航空摄影测量、航测外业等一系列工作方案的制定及航测经济工作预算有一定的参考价值     

基于复摆测量法阻尼对转动惯量的影响分析

本文研究目的是应用复摆法测量弹体的转动惯量。测量过程中会受到摩擦阻力,如空气阻力和转轴处或刀口支撑处。不仅与被测物体自身特性有关,如物体大小、形状等,其截面面积和摆轴的长度也会影响空气阻力的大小。转轴支撑处的摩擦阻力与摩擦阻力的大小、光洁程度和被测物体的质量等因素有关。本文研究与分析了复摆法测量转动惯量的理论,讨论了影响复摆法测量弹体转动惯量精度的空气阻尼、摩擦阻尼及其耦合情况,从而为提高复摆法测量转动惯量的精度奠定了理论基础。     

目标模拟器中目标运动的实现及位置精度的测量

红外目标模拟器是红外制导武器半实物仿真技术中的关键设备．目标模拟器所生成的红外模拟目标的动态角位置精度决定了半实物仿真实验结果的置信度．介绍了模拟目标的运动的实现方法，以及模拟目标动态角位置精度的测量方法，对模拟目标动态角位置精度的测量设备－光学动态测角仪的设计进行了讨论．并提供了测量结果。     

数字式测高仪的动态特性测试分析

数字式测高仪的测量速度、定位精度和测量力是表征其动态特性的3个主要方面.为此,论述了它们的具体测量方法,以某数字式测高仪为对象,采用微平面镜激光干涉仪、精密测力计等器具进行动态特性测试,给出了测试结果,分析了误差来源及其变化规律,其中,对测高仪定位误差的测试与分析是新的尝试.测试结论对改进测高仪的设计、提高测量精度具有实际价值.