在线测量系统测头误差补偿技术研究

通过分析在线测量系统测量过程中触发式测头测量结果的误差组成元素及其产生的原因,建立了测头标定的数学模型,并通过最小二乘法进行解算,提出通过对测头半径进行补偿来减小测量误差的新方法,该补偿方法综合考虑了实际测量过程中测头预行程误差、测头各向异性、测头偏心误差等影响因素,并利用双线性插值法建立测头半径补偿值与测点法矢方向之间的映射关系,来计算拟合任意法矢方向的半径补偿值。最后通过实验验证,对比补偿前后的测量结果,结果表明补偿后的测量系统测量精度有明显提高。     

毛细管测压技术的温度补偿

毛细管测压技术是应用于油田井下测试领域的新技术.目前采用的毛细管测压技术对井下毛细管中纵向分布的温度的影响采用估计的平均温度进行补偿,由此引入了测量误差.本文采用分布式光纤温度传感器(DTS)测得的实时温度分布对毛细管测压技术进行温度补偿,有效地补偿了温度的影响,使测压精度可以提高0.1～0.5%.     

三坐标测量机测头半径补偿技术及应用

对三坐标测量机(CMM)的测头半径补偿技术进行了深入研究,通过对三坐标测量机测头半径的二维和三维补偿技术的探讨以及相应的测量实例分析,论证了两种补偿技术的可行性,并说明了各自的特点及应用场合,指出了测头补偿技术的核心问题与关键技术,从而可以准确快速地得到被测点相应的坐标值.     

数控机床误差补偿技术及应用测头系统误差分析和补偿技术

在机测量是机床加工过程质量监控的重要手段。文章对触发式测头的结构、测量原理、测头系统和测量过程中的误差源进行分析和处理,给出误差补偿和控制措施,以提高测量精度。该技术对推广和应用在机测量技术有重要意义。     

一种基于信号补偿的频率测量方法

提出一种通过对被测信号脉宽进行补偿处理以提高频率测量精确度的方法。采用多路单稳态脉冲信号作为补偿信号分别对被测信号脉宽补偿,各组补偿信号脉宽均匀递增且增量总和为一个基准信号周期,选取被测信号补偿后对应的基准信号计数值跳变时刻前后相邻的2组补偿信号脉宽平均值作为理想补偿信号脉宽,最后根据补偿后被测信号和理想补偿信号脉宽获得被测信号的频率。误差分析和测量不确定度评定表明该方法测量精确度由相邻补偿信号间的脉宽增量决定。实验数据证明该方法在保证测量速度的同时有效减小了频率测量中固有的1个基准信号周期的测量误差。     

一种新的热电偶冷端温度补偿方法

介绍了一种新的补偿办法－用铂电阻测量冷端温度，再根据热电偶中间温度定律进行计算来实现补偿，求得被测温度。     

激光跟踪仪测角误差补偿

由于激光跟踪仪的角度测量精度直接影响仪器的测量精度,本文提出了用自准直仪结合多面棱体对跟踪仪金属圆光栅测角误差进行离散标定的方法。研究了基于谐波分析的误差补偿方法,取金属柱面圆光栅测角误差中幅值较大且相位基本不变的谐波分量建立了补偿模型,避免了最小二乘法不收敛的问题。分析了标定测角误差的不确定度,结果显示：水平测角精度补偿前后分别为1.60"和0.90",俯仰测角精度补偿前后分别为4.89"和0.91",精度分别提高了44%和81%,从角秒级提高到了亚角秒级。结果表明,提出的方法可为激光跟踪仪水平和俯仰轴系提供测角误差补偿,对类似测角系统的误差补偿也有参考价值。     

多功能一体化霍尔元件测温及补偿技术

本文给出的多功能一体化霍尔元件是将测磁、测温、自动温度补偿电路这三部分制在同一个小基片上，整个元件尺寸仅有２ｍｍ×１５ｍｍ×１ｍｍ。本文着重介绍了该元件中独特的温度补偿方法和有关的公式推导。同时还介绍了利用一种新材料———ＧａＡｓ电阻进行测温的新尝试。     

圆光栅测角误差实时补偿方法研究

误差补偿是提高圆光栅测角精度的常用手段。一些机床和精密仪器由于没有位置测量元件误差补偿功能,无法进行圆光栅的误差在线补偿。针对这一问题,提出了一种中继式的圆光栅测角误差实时补偿方法。首先,分析了圆光栅测角误差的补偿原理,建立了谐波拟合函数和圆光栅测角误差补偿模型;然后,进行了误差补偿模块的硬件选型,设计了以差分芯片为核心的信号转换电路,包括差分信号转单端信号电路和单端信号转差分信号电路,开发了误差补偿模块的嵌入式软件,将所设计的误差补偿模块插入到圆光栅的信号输出通道,建立了基于中继式误差补偿模块的试验系统;最后,采用雷尼绍校准装置采集了圆光栅的原始误差数据,使用谐波函数对测角误差数据进行了拟合,应用误差补偿模型,利用误差补偿硬件模块,对圆光栅测角误差进行了在线补偿试验。研究结果表明：对测角误差最大值为134.59″的圆光栅进行补偿后,其误差最大值可减小到12.62″,可见采用误差实时补偿方法可以显著提高圆光栅测角精度。     

基于误差补偿的加工中心在线检测软件的开发

对加工中心在线检测软件误差补偿技术进行研究，基于Windows平台开发了在线检测误差补偿软件。并对软件开发中的关键技术检测系统的几何误差模型的建立、测头误差处理技术进行了研究。可以同时对测头误差、机床几何误差进行补偿，有效地提高了在线检测精度。软件系统在MAKINO立式加工中心上进行了实验验证。     

智能故障诊断技术在机械液压传动系统中的应用

现代工程机械液压系统向着高性能、高精度和复杂化发展,传统液压故障诊断技术满足不了机械维修的需要.智能故障诊断技术是20世纪90年代的前沿科学之一,其研究成果已广泛应用于生产实践中,大大提高了生产效益.在机械液压传动系统中运用智能故障诊断技术,大大提高了系统的可靠性.     

面向汽车混线生产的柔性生产数据采集系统

为适应汽车制造企业混线生产的需求,提高生产数据采集系统的柔性,针对各类车型的向异性,给出了支持混线生产的生产数据采集系统框架模型。基于组件思想构建了通用的工位信息模型,在混线生产模式下讨论了逻辑生产线与物理生产线的映射关系及特点,给出了支持混线生产模式的生产线控制方法。最后使用动态平台构建技术完成了系统的开发,并在国内某汽车制造企业上线运行。     

基于仿真的装配生产线布局设计与优化

基于离散事件仿真技术(DES),对某装配生产线开展了基于仿真的布局设计及优化研究工作,建立该仿真系统的目的是在现有制造模式的基础上,进行不同类型的生产线布局仿真设计试验,提出了一个装配生产线布局解决方案,减少生产线劳动力需求,解决生产瓶颈问题.在分析典型制造零件的制造工艺和生产线现有设备的基础上,提出了直线型布局、U型...     

复杂形面零件快速逆向建模及成型技术

针对高效率的复杂形面零件的仿制和创新设计制造要求,利用三维光学扫描仪获得复杂形面零件的数据点,提出采用多种软件组成建模、设计及加工一体化系统来对零件数据进行处理,缩短产品研制开发周期,最终实现零件的快速制造.着重研究了软件系统间的数据耦合和实施过程,验证了整个快速原型系统的可行性.     

基于网络的虚拟制造技术

提出了基于网络的远程制造的技术理念，以及构建虚拟企业－分散化网络制造系统的模式；提出了网 上机械电子商务工具的研究与开发，及制造企业新型信息系统的总体框架的构建；在此基础上对于网 络化制造技术功能与内容进行了探讨。     

双探针原子力显微镜视觉对准系统

传统的原子力显微镜（AFM）受针尖形状和放置方式的影响很难测量线条的宽度和两个侧壁的形状,故本文提出采用双探针对顶测量方案来消除AFM针尖形状对测量结果的影响。介绍了一种基于机器视觉的双探针原子力显微镜对准系统,该系统将两个探针接触到一起,实现了双探针在三维方向上的对准。系统采用具有亚微米级分辨率的镜头,配合高分辨率的CCD来获得探针的清晰图像,用于在水平和垂直两个方向实时监控双探针的运动情况。采用基于石英音叉式的自传感自调节的原子力探针,无需外加光学探测系统,缩小了系统体积,避免了杂散光对视觉对准系统的干扰。最后对针尖进行了亚像素边缘提取,精确地获取了探针之间的相对位置,实现了亚微米级的双探针对准（1 μm以内）。该结论由探针之间距离与幅度/相位曲线得到了验证。     

飞机设计制造中产品数据的生成、传递和管理技术

主要叙述了飞机设计制造中数字化定义和应用所带来的产品数据的生成、传递和管理技术,并叙述了飞机设计制造中的设计和工艺信息管理系统的主要研究内容。     

Technique for the measurement of spatial vorticity distributions

A method for measuring mean spatial vorticity content has been described for flows where the primary convective velocity (free stream) is larger than the mean crossflow components. Employing an 'X'-geometry hot-wire probe and linearized anemometer system in conjunction with a precision probe traversing mechanism, this relatively simple technique can be used to evaluate the circulation associated with various spatial contours. Errors associated with the technique are computed exactly and in simple linearized forms to illustrate its validity in a wide range of flows. A priori knowledge of the flow character and resultant careful selection of the integration paths for a given flow situation is observed to result in minimal measurement errors. Application to the problem of an isolated trailing vortex is presented as an example. Experiments at the trailing edge of a lifting wing confirm the accuracy of the method when compared with existing theories and other experimental data. The method can be extended to periodically driven unsteady flows using phase-lock techniques.     

Variable stiffness probing systems for micro-coordinate measuring machines

Micro-scale probing systems are used on specialist micro-coordinate measuring machines to measure small, intricate and fragile components. Probe stiffness is a critical property of micro-scale probing systems; it influences contact force, robustness, ease of manufacture, accuracy and dynamic response. Selecting the optimum stiffness, therefore, represents a significant design challenge, and often leads to undesirable compromises. For example, when contacting fragile surfaces the probe stiffness should be low to prevent damage; however, for a more robust probing system the stiffness should be increased. This paper presents a novel concept for micro-scale probing systems with the ability to quickly and easily change and control probe stiffness during use. The intended strategy for using the proposed probe is first explained. Then the new concept is fully defined and explored through a combination of finite element analysis and experimental results. Two possible configurations of probe are described, and models for predicted performance for each are presented and compared. The models demonstrate significant stiffness reduction is possible with the proposed concept, and show it is theoretically possible to achieve a probing system with perfectly isotopic stiffness.