五金刀剪刃口厚度微小变化趋势精确测量系统

五金刀剪刀刃角度的稳定度(刀口横截面是否线性)在一定程度上决定着五金刀剪的性能。为了获得高精度刀剪刃口厚度微小变化趋势的精确测量系统,结合机电技术、单片机控制技术及测量与数据采集技术等,设计了一套精密测量系统,经过测试验证,该套五金刀剪刃口厚度微小变化趋势精确测量系统材料成本低廉、可行性和可靠性较强、有一定的实际应用价值。     

采用CCD的非接触测量中提高精度的一种方法

利用CCD传感器对工件进行测量是非接触测量领域的常用方法,但受到CCD像元特征尺寸的限制,测量精度往往只能达到微米级,限制了该系统在非接触测量方面的更广泛应用.本文从算法角度提出了一种提高CCD精度的方法.实验证明,方法能将测量的精度提高一个数量级.     

基于高功率柔性光路激光的板材坡口数控切割

板材坡口切割是数控切割机行业的一项高端技术,广泛用于造船、工程机械等行业。它要求在一个完整的工件切割中,切割高度、刀缝补偿、刀口偏锋补偿、进给速度及拐角过渡都要随坡口角度的变化而同步实时调整,以实现正确的切割尺寸、坡口角度和满意的表面质量。     

基于数字伺服聚焦式位移传感器的弹头痕迹测量系统

本文介绍了一种新的弹头痕迹测量系统,该系统具有接触和非接触两个传感器,能用于弹头形貌的三维测量.     

基于激光位移传感器的面角度测量技术研究

针对面角度现场测试需求,利用激光位移传感器的漫反射测量特性,搭建了面角度非接触测量装置,提出了一种结合三坐标测量机和位置敏感探测器对激光位移传感器进行空间坐标化标定的方法,从而构建出精确的面角度测量模型;采用蒙特卡洛法对面角度非接触测量装置的不确定度进行评定,在±25°测量范围内其结果为U=0.044°~0.046°(k=2);通过性能验证试验、重复性试验和稳定性试验对装置的性能指标进行考核,在±25°测量范围内其绝对测量示值误差不超过0.036°,重复性不超过0.004°,稳定性不超过0.021°;实验结果表明该基于激光位移传感器的面角度非接触测量装置准确可靠,具备开展面角度现场测试应用的前景。     

Renishaw推出创新的激光对刀系统

新型NC4激光对刀测头的推出极大丰富了Renishaw非接触激光对刀系统的品种。该对刀系统具有超小型激光发射器和接收器，规格仅为30mm（直径）×35mm（高度），可在以前无法应用的场合进行快速非接触对刀和刀具破损检测。也非常适于在改造设备时加装。     

一种基于PSD的非接触二维位置测量系统

文中提出了一种非接触二维位置测量系统，该系统采用PSD作为传感元件，以MCS51单片机为核心，对成像于PSD感光面的光斑位置进行测量。介绍了测量原理，推导出二维坐标计算公式，并对系统进行精度分析。该系统具有简单、通用性较好、准确度高且能实现非接触测量的特点。     

高精刀剪专用数控磨床设计

为提高刀剪的表面质量及形位精度,设计一款刀剪专用数控磨床。该款磨床包括3种机型,都是由980T数控系统及机械两部分组成。主要针对数控指令的二次开发,主轴的径、轴向间隙调整,进给消隙及机床润滑等技术关键点进行重点研究。该产品经国内多家生产刀剪的企业使用,磨刀效果为:刀剪的表面粗糙度达到Ra0.4～Ra0.2,且刀刃口厚薄均匀,刀圆弧外表面美观,刀纹路细腻,不留刀痕,剪刀工作上下刃口在工作长度内始终保持圆弧线相切的点接触,刃口锋利耐用。磨头可在2 800～3 200 r/min高转速的条件下连续工作,达到了高效、高精度的目的。     

用数显和简易对刀装置实现立车对刀

利用具有绝对/相对转换功能的数显装置和简易的对刀装置进行立车对刀,能保证车削过程中坐标位移的绝对测量和显示,是一种精度高、操作简单且投资省的实用对刀方法。图1中,对刀装置使用一个可与数显装置通讯的接触传感器,接触传感器的球状测量头一定的偏移检测量可在数显表上显示出数据来。对刀时,刀尖触及测量头时发出讯号,若刀尖迫使测量头偏移-0.04mm,数显表显示为-0.04mm。对刀装置的安装位置十分重要,通常可装在立车横梁与刀架连动的部件(刀架与该部件间的间距一定,以便对刀)、立车刀架的一端支撑柱体或刀架上(见图2)。     

一种基于微机械传感器的关节角度测量方法

介绍了一种基于双轴微机电系统(MEMS)加速度计与单轴陀螺仪的机器人关节角度测量系统。相比于传统的霍尔磁传感测量以及光学角度测量方法,该系统的传感器不需要与机械关节直接接触,安装位置更为灵活。文中将着重介绍角度测量的数学模型,以及如何在尽可能少的传感器配置下对陀螺仪的漂移噪声进行滤除。实验采用了一套简易的机械臂系统,在不同角速度下对测量装置进行测试,测量结果与参考值接近(均方差约为1.9°,标准差约1.5°)。该算法可以对角度进行实时测量,并可在长时间工作条件下良好运行。     

叶片进排气边光学测量系统的实现

针对航空发动机叶片进排气边的制造精度和一致性较差等问题,搭建了非接触式的叶片进排气边光学测量系统,以实现叶片进排气边的几何尺寸和轮廓形状的快速精确测量。该系统以传统的三坐标测量机框架为平台,采用由两个互成一定角度的新型激光扫描测头构成的专用测头作为前端传感器,并且内置了多种数据后置处理算法。在测量过程中,在每个叶片截面的进排气边处选取5条截线,分别测量这5条截线上的轮廓信息,从而确定叶片进排气边的几何尺寸和加工余量。该系统可以作为叶片加工系统的组成部分,从而将叶片的设计、制造和测量3个环节紧密地联系在一起。最后,应用该系统对某一精锻叶片的3个等高截面上的进排气边进行了多次测量实验,结果验证了所搭建的叶片进排气边光学测量系统的实用性和有效性,而且测量结果的重复性精度能够满足系统的设计要求和叶片进排气边的检测需求。该项研究为叶片进排气边的加工质量提供了一种高效率、高精度和高一致性的评定手段。     

基于AdvantEdge的6061铝合金高速铣削刀具结构参数优化研究

高速铣削过程中,刀具结构参数对刀具的切削性能有非常重要的影响。本文利用专用切削加工有限元分析软件AdvantEdge对6061铝合金高速铣削刀具进行了有限元分析。采用等效二维有限元仿真方法,结合单因素寻优设计方法,分析了硬质合金和高速钢刀具主要的宏、微观参数(包括刀具刃口钝圆半径、前角和后角等)对铣削加工过程中的温度、应变、切削力等参数的影响趋势。仿真结果显示,为获得较好的切削效果,铣刀取较小的刃口钝圆半径(即0.04mm左右);可取较大的前角和后角,前角为12°-15°,后角为15°-20°。     

三坐标机探针测头的选用

三坐标测量机作为高端精密测量仪器之一,选择合适的探针测头,可以有效的提高测量精度和测量效率。本文首先采用正交试验,从探头的半径与长度、探头的旋转角度、探头的接近距离、物体的大小四个方面分析,确定探头的半径与长度对精度影响比较大。其次采用半径筛选法,以叶片背弧面为例,确定最佳测头半径。该方法已用于叶片测量中,改变了以往传统多次试测选择测头的方式,提高了测量的准确性和测量效率。     

图像技术在微小零件几何尺寸测量中的应用

介绍了一种基于CCD图像的微小零件几何尺寸测量系统;给出了利用数字图像处理技术进行几何尺寸非接触测量的方法,主要包括图像的采集、预处理、二值化、边缘检测及轮廓提取等,从而得到被测物体参数的精确结果,并对测量精度进行了分析。通过实例证明了该方法的可行性和正确性。     

化纤切断刀刃口角度的模拟分析与设计

在实验室条件下,用自制的小型短纤维切断装置对化纤切断刀刃口角度与耐用度之间的关系进行了研究。结果发现,刃口角度过小或过大都会降低切断刀的耐用度,一定生产条件下切断刀存在一个最佳的刃口角度。进一步采用有限元分析方法对纤维切断过程中切断刀的受力情况进行了分析,结果表明,当切断刀前角为19°、后角为14°时,刀片的耐用度最高。     

非接触式滚动直线导轨精度测量装置

非接触式滚动直线导轨精度测量装置主要用于滚动直线导轨运动精度(平直度)的检测,同时也可以测量导轨沟槽到导轨底面的距离。对滚动直线导轨要测量的精度项目以及其传统的测量方法作了简单介绍,对新的非接触式动态测量装置的结构原理、测量方法以及实现这一测量方法的机台作了详细说明,最后还在技术特点方面对新旧两种方法作了比较。     

激光在机测量系统的实现

为了能在加工航空发动机关键零部件(如叶片)等复杂曲面零件的过程中实现快速在机测量,研制了非接触式激光在机测量系统。分别介绍了测量系统的工作原理,机械结构和电控系统。该系统主要由激光测头、无线传输电路、可充电锂电池、转接基座、刀柄和外壳等部分组成。为了实现机床的加工模式与测量模式之间的快速切换,其采用刀柄式的安装方式,从加工叶片切换到在机测量时,机床只要运行换刀程序,即可实现叶片加工到叶片测量的转换。此外文中还针对在机测量系统的电控部分研制了通过无线传输的数据采集系统。为了验证所研制的在机测量系统的实用性和有效性,在五轴叶片加工中心上进行了叶片截面测量实验,结果显示其测量精度为20μm,测量时间为10min。验证结果表明所研制的激光在机测量系统能够高效精确地完成叶片型面的测量任务。     

非接触式扫描反射镜转角测量系统

为了提高扫描反射镜转角检测系统的测角范围,建立了基于一字线激光器和线阵CCD的高精度非接触式扫描镜角度检测系统。介绍了检测系统的结构和工作原理,该系统根据激光光斑在CCD上的位置计算扫描反射镜的转角,并利用特殊设计的阵列反射镜增大测角范围。为了降低对加工及装调精度的要求,对系统进行了误差分析,给出了采用多项式拟合法进行角度测量的理论依据。讨论了影响系统检测精度的一系列误差源,计算了系统测量的总误差。最后进行了相关的测量实验。实验结果表明：系统的检测系统分辨率为2.5",测角范围为11°,测角精度可达3",可以满足扫描反射镜对角度测量系统提出的高精度、非接触、大测角范围的要求。     

螺纹参数CCD视觉检测系统的研究

基于面阵CCD视觉检测技术,设计并实现了一种螺纹参数非接触式自动检测系统,可实时准确地测量螺纹的牙型角、螺距、导程、螺纹升角、螺纹高度、大径、中径、小径等参数。并着重研究了螺纹图像预处理、边缘检测、亚像素定位等关键技术,以提高螺纹参数的测量精度。实验结果表明,该检测系统可以完成各项螺纹参数测量,相对测量精度优于1·3%。     

Closed-loop machining cell for turbine blades

This paper presents an innovative concept of a closed-loop machining cell for turbine blade finishing that integrates a robotic surface finishing device with an electro-optical, non-contact precision measuring system. We propose that a synergistic combination of these leading edge technologies allows us to close the loop between finishing and inspection. Instead of part measurement being a mere off-line verification operation, it can direct the robot to do the necessary work and provide feedback to achieve higher finishing precision. In this paper, we describe the challenges in closing the loop seamlessly and our approach to resolve them. We present the overall architecture in which the part is measured using a multiple cooperative sensor system, and the robot is directed until the desired finish is obtained. We present details on the use of multi-sensor inspection and corresponding integration of the various components (hardware and software). We validate by application to turbine blades that are used commercially. Utilizing the suggested concept, turbine blade manufacturers will benefit by realizing greatly increased product throughput and reduced cost. The potential for generating scrap is reduced, and two separate, time-consuming operations will be consolidated into a single setup. It will also reduce hardware, footprint, maintenance, and energy costs by their sharing of common components. This concept can be extended to similar closed-loop manufacturing cells with minor modifications.