机器人RV减速器摆线轮在线检测关键技术研究

为满足机器人RV减速器摆线轮在线检测要求,提出了一种采用多传感器测量系统对其关键尺寸进行快速检测的方法.设计出以中心孔为定位基准,采用接触式电感传感器对孔组位置度误差进行检测;根据被测孔径特点,采用非接触气动测量方式实现对摆线轮轴承安装孔内径和圆度的快速评定的方案.通过对研制出的样机与三坐标测量机的测量结果进行实验比对,实现孔组的位置度最大测量误差小于3μm,孔径及圆度最大测量误差均小于1μm,整机测量节拍均小于1 min的结果,实验表明本系统的测量方法和评定算法准确可靠,满足企业实际在线生产需要.     

薄壁筒形件旋压制造外径尺寸在线检测系统

为提高薄壁筒形件旋压制造尺寸精度,针对当前旋压制造无外径尺寸在线检测的现状,设计了一种基于位移传感器和角度编码器组合测量的在线检测系统.通过建立直角坐标系,将采集的位移和角度信号换算得到筒形件轮廓坐标,根据坐标拟合圆,得到外径尺寸.完成了系统软件设计和硬件系统搭建,并进行了实验验证,结果表明:系统测量分辨率小于0.05μm,检测精度可达2μm,且重复性良好,是一种筒形件外径尺寸在线检测的可行方案.     

基于电容传感器的大型工件圆度误差测量系统

轴类回转工件的圆度误差是衡量机床加工水平的重要指标.针对大直径轴类工件无法采用传统圆度仪进行圆度误差测量,介绍了三点法测量轴类回转工件圆度误差的理论基础、数学模型.采用非接触式电容传感器进行微位移测量,介绍了传感器结构与测量电路基本原理,搭建了适用于圆度误差测量基于电容传感器的硬件系统,应用虚拟仪器技术开发了可用于数据采集、线性校正、误差分离与评定的专用测试系统.最后进行了测试实验,通过对多次测量数据的分析评定测量系统的可靠性与精度.     

基于VC的轴类零件形状误差评定系统设计

针对轴类零件形状误差评定指标圆度和圆柱度,提出采用高精度非接触的激光测距法测量距离方案,利用最小二乘法评定圆度误差及采用径向全跳动的测量方法初步评定圆柱度误差,通过VC软件设计轴类零件形状误差软件系统;结果表明:采用VC软件平台与测量系统的软硬件结合,能够在系统软件的可视化界面中同时实现对轴类零件圆度和圆柱度误差的测量与评定,圆度误差值为0.693276,圆柱度误差为0.720,不仅实现了形状误差的自动评定,而且提高了评定效率和降低了成本。     

高频电磁镜面板平面度测量的不确定度评定

针对某部队高频电磁镜面TEM室的镜面板平面度误差测量与评定任务,从测量仪器的选择、测量误差的评定等方面解决镜面板平面度测量不确定度的评定问题。与传统的平面度误差测量不确定度评定方案不同,重点针对高频电磁镜面TEM室的超大镜面板平面度进行不确定度评定。测量方法采用相对测量法,从测量便利性方面选择合像水平仪,误差评定选择最小二乘法,基于MATLAB融入蒙特卡罗方法对其进行平面度误差评定,评定结果为4μm,解决了高频电磁镜面板的平面度误差评定问题,保证了高频电磁信号的高保真传递,实现了大型TEM喇叭、D-dot等电磁传感器的精确校准。     

多光纤传感器数据融合测量表面误差的方法研究

提出了一种基于多光纤传感器数据融合测量表面粗糙度、平面度和平行度等误差的方法.研制了其测量实现系统;论述了光纤传感器测量表面粗糙度、平面度和平行度等误差的测量原理,以及其光电探测电路的设计;经实验表明该表面误差测量方法具有多误差同时快速测量的优点,为表面误差参数测量提供了新的思路和方法.     

基于PSD的长跨度孔系同轴度误差测量系统

以激光作为准直基准,研制了基于位置敏感探测器(PSD)的长跨度孔系同轴度误差测量系统。多功能测头在孔系内通过自定心机构确定各被测截面,测头前端的PSD检测激光光斑位置以确定各孔截面中心坐标,并进而评定出孔系同轴度误差。推导出激光自准直数学模型,根据该模型由四自由度工作台调整激光器位置,实现了激光自准直。使用本测量系统完成了激光自准直实验和孔系同轴度误差测量实验。实验结果表明:经准直后激光束与工件两端孔中心连线之间的偏差在±0.032 mm以内,与三坐标测量机相比,本系统同轴度误差测量的相对误差为8%,具备了较高的准直精度和同轴度误差测量精度。     

经纬仪水平度传感器安装误差补偿方法

针对经纬仪水平度传感器存在安装误差的问题,分析了竖轴倾斜误差补偿中水平度传感器安装误差存在形式;推导了传感器安装误差对水平度检测结果的影响公式,在此基础上研究了安装误差对传感器测量值的影响规律,在绕竖轴的旋转平面内的安装误差,在经过粗调平后,对最终检测结果的影响可以忽略不计,在传感器所在铅锤面内的安装误差对测量值的影响在对径位置上相同;因此设计了相应的传感器安装误差补偿方法,从而修正了经纬仪水平度传感器安装误差对水平度检测的影响。     

电涡流传感器在铝箔厚度测量中的应用

采用双频激励的低频透射式电涡流传感器在线测量铝箔厚度,同时,检测了铝箔表面温度,从而实现了多参数检测。为了减小传感器的非线性误差,消除铝箔厚度及其表面温度间的交叉敏感对其厚度检测所带来的影响,采用免疫算法实现多参数数据拟合。实测结果表明这种数据拟合消除了铝箔表面温度对铝箔厚度测量的影响,提高了检测精度,测量范围达到1～100μm,分辨力达到0.01μm。     

在线动态气动测控系统

介绍一种气动在线非接触式动态测量传感器及测量装置的动态特性,它能在恶劣环境下,加工中的旋转工件作非接触动态绝对尺寸测量,当测量范围达80μm时,其检测精度高于0.5μm,并能控制机床运行保证加工精度     

基于视觉定位的数控机床智能刀柄系统

针对航天领域某大型工件人工配打孔劳动成本高、制造效率低等问题,提出了一种基于视觉定位的智能刀柄系统,利用视觉算法对大型工件的多个安装孔进行自动识别和定位,并通过基准转换方法计算出安装孔在机床下的位置,将视觉补偿后的孔位位置发送给机床,即可实现机床对安装孔位置的自主感知和自动更新轨迹加工。将研究的系统和红外测头测量结果进行实验比对,结果表明,视觉定位平均误差0.05 mm,实际工件配合误差要求不超过0.3 mm,因此,研究的系统能满足实际生产需求。     

基于视觉检测技术的轮毂位置精确测定

针对工业技术智能化的发展趋势,及电动车轻质合金轮毂机械加工工艺,对装卡位置精度要求高,文章研究一种有效的轮毂装卡位置精准测定方法,以解决当前检测方法,易受人为因素影响、效率低、稳定性差等问题;提出一种基于机器视觉技术的非接触式轮毂装卡位置精确测定方法,应用CCD工业相机搭建视觉检测系统,运用双特征位置精确测定方法,提取相机摄入图像中轮毂气门孔和中心孔的两处主要特征,通过对双特征数据的分析与计算确定轮毂位置精度误差,并根据计算数据输出装卡位置误差,应用分段位移、逐渐次定位的方式进行反馈补偿;通过实验测量表明,在系统的测量参量值中,角度标准差为0.022 6°,测量不确定度为0.003 6°,测量精度理想,平均检测时间为0.29 s,检测时效性良好,能够满足轮毂自动化加工位置检测的性能要求。     

Position detection method for microwell chip on microscope stage by photon multiplier tube

In this paper, we propose a position detection method for a microwell with manageable volume (MMV) chip on the stage of the inverted microscope. When the manipulation robot arm puts an MMV chip on the microscope stage, there is alignment error up to 500 μm. This error affects measurement accuracy of fluorescence from solution filled in a tiny hall of the MMV chip. Usually, CCD image processing is used for detecting a position. However, appending a CCD camera to our microscope increases the complexity of the optical system. Therefore, we used a photon multiplier tube which was already equipped for measuring fluorescence. In the result, the position of the MMV chips was detected by putting a pilot LED directly above the objective lens. The detection error was less than 10 μm. Although this method was devised for our system, we considered that it was available in other micro optics systems.     

测量旋转部件切向位移偏差的高精度光电监测系统的设计与实现

彩色印刷机依靠印刷滚筒的旋转运动来完成套色印刷,而旋转过程中的切向位移偏差会引起套印误差,影响印刷品质。基于光电转换技术的高精度光电监测系统可实现对旋转部件切向位移偏差的实时监测。论文主要介绍了系统整体结构中关键模块的原理和功能以及软件设计的思路。通过实验验证,系统可以分辨107m的位移偏差,测量误差低于±3？m。监测系统稳定可靠、检测速度快、精度高,为旋转部件切向位移偏差的测量提供了一种全新的技术手段。     

基于数字图像处理技术的微小群孔快速检测系统

传统小孔检测方法适用于单个小孔的测量,检测微小群孔时效率低。针对微小群孔快速检测的需求,设计了一种基于数字图像处理技术的微小群孔快速检测系统,提取图像骨架,用模式匹配算法识别群孔,采用最小区域法逐个获取各个小孔的直径与圆度,引入真圆度信息判别各小孔的形状。实验表明：该系统精度满足生产要求,检测效率高,适用于微小群孔的快速检测。     

干涉型超光谱成像仪的星上定标技术研究

根据干涉型超光谱成像仪的原理、特点以及对星上定标的要求,介绍了几种星上定标技术,分析了几种定标方案的结构和优缺点。在一次像面上引入定标结构的方法是利用一次像面上狭缝两端的边视场或在狭缝旁开孔,引入定标光源实现定标。根据聚光结构的不同,定标光源使用聚光镜和自聚焦镜两种方案;全系统定标方法是通过摆镜旋转90°引入定标光源,可分为朗伯板定标系统和积分球定标系统。在实际设计中,根据光学系统、结构总体的实现可能性,选择了积分球定标系统的方案。经过分析对比,后者结构紧凑、光能量大,可实现全系统、全口径、部分视场定标。     

基于图像处理技术的零件孔位尺寸快速测量方法

为提升现有图像测量技术的工程应用价值,针对车身车间现场薄板类零件孔位测量问题,基于二维图像处理技术提出了一种可直接借助智能手机完成零件孔位大小及间距测量的方法;该方法引入测量基准贴纸实现比例尺功能,并且通过手机镜头去畸变算法提升测量精度;借助Canny边缘检测算子得到待测量孔位外边缘轮廓, 使用形态学算法去除干扰;最后计算孔位外围边缘最小外接矩形长宽及中心连线的距离,得到孔位的几何尺寸;两个实验案例表明提出方法所得孔位大小及间距绝对误差小于0.4 mm,能够作为车间现场测量公差较大孔位工作的一种补充手段。     

MEMS制造中精确测量薄膜厚度的方法研究与比较

精确测量各种功能薄膜的厚度在微机电系统（ MEMS）制造加工过程中有非常重要的意义。利用接触式表面轮廓仪、光谱椭偏仪、电感测微仪、扫描电镜、原子力显微镜和工具显微镜分别测量了10 nm～100μm各种薄膜的厚度。比较了不同测量仪器的测量范围、分辨率和对样品的适用性,分析了薄膜厚度测量过程中误差产生的机理。实验结果表明：当存在膜层台阶时,10 nm～100μm的膜厚测量均可采用接触式表面轮廓仪,对于硬度较高的膜层可采用电感测微仪,对于厚度小于0.5μm的膜层可采用原子力显微镜;对于可观察样品侧面、厚度大于0.7μm的膜层可采用扫描电镜,工具显微镜适用于μm级膜层,对于厚度大于20μm的膜层不宜采用光谱椭偏仪。     

干涉型超光谱成像仪的星上定标技术研究

根据干涉型超光谱成像仪的原理、特点以及对星上定标的要求,介绍了几种星上定标技术,分析了几种定标方案的结构和优缺点。在一次像面上引入定标结构的方法是利用一次像面上狭缝两端的边视场或在狭缝旁开孔,引入定标光源实现定标。根据聚光结构的不同,定标光源使用聚光镜和自聚焦镜两种方案;全系统定标方法是通过摆镜旋转90°引入定标光源,可分为朗伯板定标系统和积分球定标系统。在实际设计中,根据光学系统、结构总体的实现可能性,选择了积分球定标系统的方案。经过分析对比,后者结构紧凑、光能量大,可实现全系统、全口径、部分视场定标。