基于线结构光的工件台阶特征尺寸测量方法研究

提出了一种应用线结构光光源和CCD摄像机对工件台阶特征尺寸进行视觉测量的方法.该方法针对线结构光光平面受工件表面台阶形状调制时发生的形变,利用较高精度的视觉测量系统和算法检测出形变位置从而实现工件台阶特征尺寸的测量.详细阐述了测量系统的原理和系统构建过程,介绍了测量中采用的形变位置亚像素检测算法,并利用实验说明了系统具有较高的测量重复性及准确性.通过台阶测距误差评定实验表明,该方法的测量误差小于0.05 mm.     

外圆磨床数控系统研究

以外圆磨床的基本结构和基本动作为基础,根据工件轮廓形状,用一系列直线和圆弧描述成型砂轮的外形轮廓,实现了数控砂轮定型和砂轮修整的自动控制;利用端面量仪,实现了工件坐标原点的自动精确定位;采用径向量仪主动测量技术,实现了外圆磨加工的主动在线测量;通过对磨削加工工件计数,实现了砂轮自动修整,并对砂轮原点和工件坐标原点进行自动补偿.从而实现了从砂轮定型、工件坐标原点定位、磨削加工、砂轮修整、砂轮原点和工件坐标原点自动补偿的全自动加工控制过程.经过实际应用检测,利用本系统加工零件的外圆尺寸、外圆锥度、锥高、锥角、圆度符合用户需求,精度达到1μm.     

内圆周向检测曲面工件缺陷定位参数的修正

介绍了内圆周向检测曲面工件时,绘制曲面工件缺陷定位修正曲线的方法,并对缺陷定位修正曲线进行了数学回归分析,提高了曲面工件缺陷定位精度.     

第一专题 多频涡流检测原理及应用

涡流检测中,被检工件影响线圈阻抗(或感应电压)的因素很多,如:金属工件的材质、缺陷形状、电导率σ、磁导率μ以及在役检测中的工况(如管道的支撑板、飞机铝蒙皮)和检测探头的晃动、提离等都会对涡流信号产生影响.根据不同检测任务,这些作用参数有的必须被检测并计算出来,有的则视为干扰信号,必须予以剔除.为达到这一目的,在涡流检测中就需增加鉴别信号手段,以便获得更多的试验变量,抑制多种干扰因素影响,提高检测的分辨率与可靠性,对被检工件作出正确评价.多频涡流检测是实现多参数检测的有效方法,它是1970年由美国科学家Libby首先提出的,该方法采     

基于多体系统理论的工件检测模型及其应用

研究了基于多体系统理论建立工件检测模型的方法。工件检测模型以检测特征为基本元素,采用多特征低序体描述形式,完整有效地表达了检测形面的几何信息和形面间拓扑信息。实现检测路径自动生成,解决了工件检测工艺规划的关键问题,为检测工艺自动规划奠定了基础。实际应用表明：工件检测模型广泛适用于简单二维形面及复杂三维曲面工件的检测规划;基于模型的检测路径规划不但提高了检测的规范性,而且显著提高了检测的效率。     

基于B样条的自由曲面超声自动检测轨迹生成

针对复杂曲面内部缺陷的超声检测,文章提出了一种基于B样条的自动检测轨迹生成算法, 该方法可以实现自由曲面工件的连续扫查检测,具有较高的检测效率.     

面向粗定位工件的涂胶机器人系统设计与实现

为解决自动装配生产线上针对无精确定位工件的涂胶机器人作业问题,提出了采用视觉搜索定位来事先检测工件位姿的机器人自校正系统,并着重阐述了激光视觉搜索定位的流程、工件位姿检测的数学模型及检测算法、机器人作业运动轨迹修正程序设计等的实现.实验证明,对于在小范围内位姿变化的箱体类作业对象,该机器人系统作业具有较好的自适应性.     

外差式多频相移技术的三维光学点云测量研究

随着中国制造业的快速发展,产品工件大量采用复杂曲面.对于大型复杂曲面工件,如汽车大型覆盖件、水轮机叶轮、大型抛物面天线等,现有的测量设备很难实现全尺寸检测和反求设计.本文针对大型复杂曲面工件的三维全尺寸快速检测和反求需求,分析了三维光学测量的原理,分析了格雷码加相移技术与外差式多频相移技术的优缺点,采用目前最新的外差式多频相移技术,研制了XJTUOM型三维光学密集点云测量系统,对大型工件的测量试验表明,该系统便捷实用.     

基于激光三角法的自由曲面零件测量

针对超细长螺旋曲面工件廓形误差脱机测量所用测量设备不能满足工件长度和工件稳定旋转等方面要求的难题,提出了一种基于激光三角法的自由曲面零件测量系统,该系统通过利用机床对工件的定位、夹紧、支撑以及有关运动和控制机构,增配激光检测系统,增配运动部件实现的。构建完成了在机激光检测硬件技术平台;通过对采集所得的点云数据进行分析处理,绘制出被测工件的截面廓形。结果表明:该系统提高了检测的效率和准确性,提高了细长螺旋曲面零件的精度,从而实现了螺旋曲面廓形的精确测量。     

数控高效放电铣削加工技术

介绍了我国完全自主原创的数控高效放电铣削加工技术的基本原理.其采用简单超长圆电极,在电极与工件之间施加高效脉冲电源,通过数控系统控制电极与工件的相对运动并对电极损耗进行在线检测和补偿,以类似数控铣的方式加工特殊材料制作的零件复杂形面,实现对特殊难加工材料的高效、低成本加工.并介绍了该加工方法的技术特点、关键技术、设备及应用情况.     

陶瓷插芯同轴度光电检测技术及系统研究

陶瓷插芯内孔与外径的同轴度误差是判断陶瓷插芯品质优劣的重要指标,寻求精确高效的同轴度检测方法是陶瓷插芯生产行业多年的追求目标。针对陶瓷插芯同轴度检测问题,提出了一种基于CCD探测与图像测量相结合的同轴度检测新方法,并构建了测量系统。该系统以插芯外圆柱面作为基准,按旋转一定角度采集内孔图像,根据类拐点算法提取内孔图像边缘轮廓;利用最小二乘法拟合内孔圆曲线,求出不同转角对应的圆心位置,多个圆心位置对应的外接圆直径就是插芯的同轴度误差。实验表明:该方法及系统简单实用,在满足插芯测量精度要求的前提下具有很高的检测效率和低误判率。     

基于工业机器人的图像引导圆孔定位方法

在图像引导的圆孔金属工件自动化装配中,由于圆孔金属工件的图像存在弱纹理甚至无纹理的情况,从而导致对圆孔位姿的定位精度低。针对此问题,通过工业机器人带着单目工业相机水平移动构建一个平行双目结构,获取双目图像;通过对双目图像中的圆孔轮廓提取的特征点粗匹配,得到图像的基础矩阵,再通过基于弧段的椭圆检测对双目图像中的圆孔轮廓进行提取,最后通过上述信息进行基于极线约束的双目精立体匹配并求得相关点三维坐标与位姿。实验结果表明：孔位与孔心距精度保持在1 mm内,孔姿态精度保持在0.3°内。     

Punching of Ultra Small Size Hole Array

This paper presents a method by which multiple holes of ultra small size can be punched simultaneously. Silicon wafers were used to fabricate punching die. Workpiece used in the present investigation were the rolled pure copper of 3um in thickness and CP titanium of 1.5um in thickness. The metal foils were punched with the dies and arrays of circular and rectangular holes were made. The diameter of holes ranges from 2-10um. The process set-up is similar to that of the flexible rubber pad forming or Guerin process. Arrays of holes were punched successfully in one step forming. The punched holes were examined in terms of their dimensions, surface qualities, and potential defect. The effects of the die hole dimension on ultra small size hole formation of the thin foil were discussed. The optimum process condition such as proper die shape and diameter-thickness ratio (d/t) were also discussed. The results in this paper show that the present method can be successfully applied to the fabrication of ultra small size hole array in a one step operation.     

GH4169合金不同孔形气膜冷却孔疲劳性能对比分析

气膜冷却孔是航空航天高温部件常见冷却设计,但属于典型结构疲劳危险点。为了优化气膜冷却孔热-机械性能,本研究通过疲劳试验和有限元建模分析,研究GH4169合金相同底孔尺寸下的气膜冷却孔疲劳性能。研究表明：相同底孔直径下,90°圆孔疲劳寿命远低于倾斜圆孔、扇形孔和扇形后倾孔;相同孔倾角下,孔形对疲劳寿命影响较小;90°圆孔发生单断口疲劳断裂,断口与加载方向基本垂直,而倾斜圆孔、扇形孔、扇形后倾孔在孔根部附近发生疲劳断裂,断口向孔轴方向倾斜,除主断口外在孔根部均出现亚断口;90°圆孔断口疲劳裂纹在孔壁中间萌生,而倾斜圆孔和扇形孔疲劳裂纹在孔口部位萌生,且呈现多源萌生特征;裂纹萌生区平整光滑,随着裂纹扩展断口表面韧窝明显增多;孔轴倾角和孔口形状对孔周应力分布及最大应力水平具有显著影响。     

Use of micro ultrasonic vibration lapping to enhance the precision of microholes drilled by micro electro-discharge machining

In microhole machining of metal, micro electro-discharge machining (MEDM) is an effective method that can easily create a hole with a diameter under 100 μm. Due to the poor surface quality and shape of MEDM, a machining method that compounds MEDM and micro ultrasonic vibration lapping (MUVL) is proposed here to allow the production of high precision microholes with high aspect ratios. In our investigations, first, a circular or stepped circular microtool was made by the MEDM process, and the tool was used to create a microhole on a small piece of titanium plate in the same machining process. Finally, the abrasive particles driven by the same tool were utilized to grind this hole in the MUVL procedure, and a hole with a diameter about 100 μm can be obtained. Owing to the microtool and workpiece not taking apart from the clamping apparatus during different machining steps, the microhole was processed in the co-axial situation, so the precise shape and perfect surface can be obtained easily. For example, the diameter variation between the entrances and exits of the microholes could reach a value of about 5 μm when the workpiece had a thickness of 500 μm, if the circular microtools was used. Meanwhile, the roundness of the microholes clearly improved, regardless of whether circular or stepped tools were used. However, owing to the perfect grinding effect between the microholes and microtools, the stepped circular tools produced high quality surfaces more easily than the circular tools.     

基于机器视觉的多螺孔检测系统

提出了一种基于机器视觉的内螺纹检测算法,并在此基础上设计了一套多螺纹孔检测系统.首先从CCD获取的图像中提取出ROI(region of interest)区域,然后利用中值滤波去除图像表面噪声,通过形态学开闭运算对所得图像进行处理,最后计算螺纹图像沿螺孔母线方向的灰度曲线极值得到螺纹牙数,进而对于螺孔合格与否进行判断...     

带通孔销钉圆柱面上的奇特磁痕

根据磁偶极子链的物理特性及带圆形通孔和矩形通孔销钉的几何特点，推证出纵向磁化时带圆形和矩形通孔销钉圆柱面上的磁痕形状，与试验所得的奇特磁痕完全一致。     

Lamb波损伤散射及损伤成像的模拟

Lamb波对称模态（SO模态）具有传播速度快、频散小的优点。基于Ansys瞬态动力学分析,模拟了铝板内SO模态的传播过程,并根据有限元模拟的位移云图,分析了损伤对SO模态传播的影响。在此基础上建立环形传感器阵列,通过损伤成像算法对损伤进行检测。     

图像分维对腐蚀坑分布特征的表征

采用图像分维探讨了腐蚀图像特征与表面腐蚀坑分布特征的关系.统计碳钢土壤腐蚀试片表面测量数据表明,蚀坑直径和深度分布在一定尺度范围内遵循幂函数方程,即蚀坑直径或深度与相应出现概率(个数)在双对数坐标存在线性区,其线性区斜率代表坑直径或深度的分布分维,反映腐蚀表面的粗糙程度.同时,根据盒计数法原理提出计算图像二维和三维分维的方法.大量实验数据证实,腐蚀图像二维和三维分维分别与坑直径和坑深度分布分维线性相关,并在数值上近似相等.这为根据腐蚀图像特征确定腐蚀表面坑分布规律提供了简便快捷的方法.     

工具钢环形试件表面下人工孔在其表面产生的漏磁场

用磁偶极子链概念分析了工具钢环形试件表面下的人工孔在直流周向磁化时,在其表面上产生漏磁场的原因、条件和规律。证明该漏磁场强度是环径、孔径、孔埋藏深度、周向磁化电流、钢环的饱和磁化电流及其磁化率等的多元函数。