刀具参数检测装置的光学系统设计

对刀具几何参数检测装置的光学系统进行了深入的研究与分析,并根据总体方案设计的要求,对光学系统的设计指标进行设定和参数的优化.将该套装置应用到刀具几何参数的测量仪器中,实验测试数据表明仪器的测量精度达到±2μm.     

某型无人机机体几何参数三维光学检测系统

针对某型无人机机体几何参数的快速检测要求,提出了基于工业摄像测量与面结构光面密集点云扫描相结合的方案,根据实际任务需求,分别开发出TNFP系统和TNS系统,并进行了实际验证。结果表明:"TNFP三维光学摄像测量系统"的测量精度为0.01mm,完全满足某型无人机机体几何参数的测量要求,而且检测速度快,可用于无人机维修人员对无人机机体几何参数检测的需要和设计生产部门对机体几何参数设计的需要。     

冶金圆锯片图像自动测量系统

基于视觉测量技术设计了冶金锯片的自动测量系统。系统包括光源、图像采集与处理和参数计算测量,最终实现了冶金锯片几何参数的高速测量,对测量结果进行了对比分析。实验结果表明:自动测量系统不仅提高了测量的效率,同时也达到了测量精度的要求。     

一种基于D-H参数的7自由度机械臂机构精度综合方法研究

提出了一种基于最佳精度模型的机械臂机构精度综合的方法,利用遗传算法对D-H参数公差优化分配,为机械臂的精度设计提供理论依据。以一种基于双电机伺服驱动关节的7自由度协作机械臂为研究对象,机械臂的几何定位精度的设计目标为1.4 mm,建立该型机械臂末端执行器的几何定位误差模型;对参数误差进行敏感性分析,找出对机械臂末端执行器几何定位误差影响相对较大的参数误差;根据最佳精度数学模型,利用遗传算法对D-H参数公差优化分配;经过对误差仿真计算分析,机械臂的最大几何定位误差为1.226 7 mm,均值为0.485 9 mm,方差为0.216 5 mm,满足设计要求。为该机械臂的制造装配提供了理论参考依据。与基于最小成本模型的精度综合法相比,提出的精度综合方法不需要统计加工制造成本信息,能够确保机械臂的设计精度满足设计要求,可用于单个或者小批量生产制造机械臂的精度设计。     

按照性能指标进行机构优化设计

提出了一个根据给定相关性能(如精度和工作空间),设计6自由度并联机构的可靠方法。该方法采用了区间分析理论及其算法,不仅可以分析末端执行件定位精度的测量误差,也能够得到设计参数的取值区间。只要并联机构的几何参数满足这些求得的设计参数区间,该并联机构必然达到相关的性能要求。利用本文的算法,应用于一个6自由度的并联机构设计。本文通过对该并联机构搜索空间的分析,比较了设计参数和阈值对计算结果和效率的影响。     

65米射电望远镜天线副面调整机构系统精度分析

对上海65m射电望远镜天线副反射面调整机构进行了精度分析,确定了副面调整机构的主要误差参数,建立了误差参数的数学模型,运用蒙特卡洛法得到了全姿态工作空间下的末端位置和姿态的综合误差,证明了所设计的调整机构精度能够满足设计要求,分析结果为副面调整机构的运动学标定奠定了一定的基础,为所设计机构在实际工作中达到系统所要求的运动精度提供了重要设计保障。研究内容对并联机构在实际工程中的应用实践具有重要的指导意义。     

三维实体测量系统中夹持机构的设计与分析

通过对基于浮力测量的三维实体测量与重构系统测量要求的研究,设计了一种夹持机构。该机构通过采用动力装置与夹持装置分离的原理来保证系统的测量精度,同时,就所设计的夹持机构进行了传动和夹持力的理论分析、力学分析。分析结果表明,所设计的夹持机构能够满足三维测量系统的测量要求,并且提高了系统的测量精度。     

3-RPS并联机构运动学标定方法的研究

针对六轴混联机床中因3-RPS并联机构结构参数误差引起的精度问题,分析了影响3-RPS并联机构几何精度的误差因素,给出了并联机构的误差模型;基于影响并联机构定平台运动精度较大的几何误差参数;建立了运动学标定模型.采用阻尼最小二乘法,经多次优化迭代实现了利用一组测量数据完成非线性超越矛盾标定方程组的求解.利用激光干涉仪完成了标定用数据的测量,通过3-RPS并联机构运动学逆解和各铰链的几何标定参数,得到动平台的实际位姿.通过对标定前后的Z轴定位精度的检测及实际零件加工试验,验证了3-RPS并联机构运动学标定模型和方法的正确性和有效性.     

凸轮机构精度分析与设计中误差传递系数的解析计算

在用微分法作凸轮机构精度分析与设计时,关键是对机构几何参数误差传递系数的计算。本文从这一问题入手,导出了各类平面凸轮机构误差传递系数计算的解析公式,为平面凸轮机构精度分析与设计的应用提供了简便的途径。     

六坐标位姿测量机的设计与研究

该测量机构由串联位置测量机构和并联姿态测量机构组成,具有较大的工作空间和较高的测量精度。机构中设置了一个冗余自由度和重力平衡装置,从而具有很好的灵活性。通过机构综合的方法,合理设计并联姿态测量机构,克服了并联机构正解的困难,使得姿态测量参数存在显式解,从而被测物体的六个坐标参数可以实时显示。由作图法得出机构工作空间。误差建模分析了机构的测量误差,并针对并联姿态测量机构测量误差最小作为目标函数优化了机构运动学设计参数。     

6-THRT并联机器人的误差模型研究

针对Stewart平台式的6-THRT型并联机构的研究,提出了一种中心轴测量模型。采用一般工业机器人位姿误差分析法,建立并联机构的误差模型,并结合单杆固定法来获取末端位姿信息,该模型包含了杆的制造、安装及铰链的位置安装等几何参数误差。通过Matlab软件进行仿真运算,分析了影响末端位姿的主要误差源。该研究为并联机器人的误差补偿提供了一定的理论依据。     

现场双经纬仪三维坐标测量系统

分析了经纬仪透视投影模型以及双经纬仪三维坐标测量模型。采用线性与非线性相结合的方法来求解双经纬仪坐标测量系统的参数,首先由8个以上空间点在两台经纬仪投影平面内对应的投影坐标计算出本质矩阵E,通过本质矩阵E的奇异值分解以及空间绝对距离的约束采用线性方法求出右经纬仪的投影矩阵,然后建立包含空间点在两台经纬仪投影平面内投影点固有约束以及空间点三维坐标在内的目标函数,并以线性方法求出的参数为初值,采用非线性优化的方法求解最优测量系统的参数。该方法保证了求解参数为全局最优,且求解速度快。试验结果表明,该方法切实可行。     

最大内接圆法内孔截面圆度误差评价与实现

针对内孔圆度误差的最大内接圆法评价,提出了一种基于最大弦线截交对称关系的评价模式。利用最大内接圆评价法的几何特征关系,在确定虚拟中心位置的基础上弦线截交模式可以快速搜索到最大内接圆圆心的位置,并且在评价中避免了计算搜索步长和搜索方向。分析表明:利用几何关系的弦线截交评价模式,达到了高效、精确评价内孔截面圆度误差的目的。可实现三坐标测量机及其它测量仪器利用坐标采样数据对内孔圆周截面形状进行最大内接圆法误差评价。     

Achievement of accuracy by error compensation of large CMMs

In this paper we will discuss the limit of the possible compensation for the systematic geometrical errors in large coordinate measurement machines (CMMs). One of the main problems is that the methods of measuring the errors produce errors themselves, which statistically add up to a total uncertainty of the compensation. The standard methods of error compensation cannot improve the measuring uncertainty of the machine beyond this limit, and this limit can only be reached if the reproducibility of the machine (ie the statistical error) is improved.     

摩托车链板的机器视觉检测

针对摩托车用滚子链外链板的几何尺寸及圆度误差提出了一种基于机器视觉的检测方法。用数字摄像头采集数字图像,通过IEEE1394数字接口卡将采集到的图像传输到计算机。对原始图像进行图像预处理及图像分割。在测量尺寸时,依据图像分割所提取的轮廓,使用自编程序利用最小区域法对圆度误差进行评定,并计算、测量链板的孔径和节距。在同一系统中实现了尺寸及形状误差的非接触测量,分析了测量误差的原因。分析及试验表明,用该方法对摩托车滚子链的几何尺寸及圆度误差进行测量及分析评定是可行的,并具有高效性和实用性。     

一种新型三坐标测量机构模型的研究

提出一种非正交三坐标测量机构方案，即三根伸缩测量杆大约垂向、横向、纵向布置，主测杆的上端用十字铰吊挂于机架，测头安装在其下端；两根辅测杆两端分别用球铰与机架及主测杆芯下端连接。建立了该测量机的模型，给出了由测量杆长度求测点坐标的解析式、测量空间及其数字算例，简要分析了测量机的误差，结果表明，机构对多种制造误差不敏感。给出了采用关节式测头架的测量机的数学模型。     

形位误差测量的误差分析

分析了影响形位误差测量精度的各种误差因素,指出回转精度是测量仪器最重要的精度指标,轴向导轨直线度误差将影响被测工件圆柱度误差和素线直线度误差的测量精度,轴向导轨对回转轴线的平行度误差主要影响圆柱度误差评定结果,工件安装误差对测量结果的影响可以忽略。     

关节式坐标测量机标定体的结构仿真设计

利用ANSYS有限元分析软件对提出的新型标定体的具体结构进行了仿真,对标定体的主要结构部分——底座与杆件分别进行了主要误差源的误差仿真分析;通过对不同结构参数的标定体杆件数据进行分析,从而对标定体的具体结构进行了优化并确定了误差范围。