激光三角测头的动态仿形跟踪扫描

对非接触式三坐标测量机仿形跟踪快速扫描方法进行了研究,分析了曲面仿形跟踪扫瞄过程中的关键技术。针对基于激光非接触测量的仿形跟踪扫瞄,提出一种确定扫描速度及跟动速度的计算方法。利用该方法对变截面回转体进行测量,其各个径向尺寸精度可达±5μm,且测量速度是接触式三坐标测量机的3倍,验证了该方法的有效性,较好地解决了自由曲面高速、高精度仿形跟踪测量的问题。     

散斑相关法标定电涡流传感器电压输出曲线

为了精确的测量电涡流传感器的距离-电压输出线性区间和线性位移精度,本文采用了显微散斑相关法对位移进行标定。首先,利用精度为5μm位移平台进行位移调节,得到位移和电涡流传感器输出电压的线性区间。然后,在线性区间内进行密集采样,通过显微照相系统采集散斑图,利用散斑相关法求出位移,得到更高精度的位移-电压曲线。分析了显微散斑照相的检测流程与检测精度;讨论了散斑尺寸对测量的影响。设计了测量光路参数：采用40×显微物镜配合20×读数显微镜可以实现64.5×的放大倍率。对40铬材料进行了位移-电压曲线标定实验,实验结果证明：本系统可以实现高精度的电涡流传感器位移标定,测量精度达到0.09μm,要实现更高精度的标定可以提高显微系统的放大倍率。     

基于误差校正模型的高精度测量机控制策略

为解决接触式测量机易损伤测量工件表面,且人工夹持时读数存在误差大,效率低等问题,提出并设计一种基于误差校正模型的非接触式高精度尺寸测量机的控制系统.硬件采用激光传感器结合多运动平台方式,软件采用基于误差校正模型的控制策略.根据系统组成和测量原理,建立测量误差模型,确定系统标定方法.根据误差模型,设计控制策略进行误差校正...     

SIP422三坐标测量机的智能化技术改造

本文介绍了SIP422手动三坐标测量机智能化技术改造和功能开发的基本方案,测量系统的配置,长光栅位移传感器的安装,接触式测头和主显微镜的联结,以及数据的采集和显示,同时还介绍了AUTOMECT三维测量软件的主要功能,三坐标测量机的精度检定,以及智能化技术改造和功能开发后的积极效果.     

多线结构光测量车体廓形的全局标定

本文针对超大尺寸物体的非接触式廓形测量,实现便携式大型龙门架上多个激光2D传感器基于基准坐标系的全局标定,该标定装置基于空间坐标变换原理,通过对多个激光2D传感器的共面调整及标定装置的结构参数校准实现多个大量程激光2D传感器的全局坐标系标定。该标定方法降低了标定装置成本,标定简单快捷,适合现场应用,标定精度误差不超过0. 5mm。     

一种高电压环境下的二维微位移测量系统研制

高压电容器高低压电极之间不同轴,在通电状态下高低压电极间会产生相对位移,影响电容电压系数。为准确测量在高电压环境下高、低压电极之间的相对位移,研制一种基于微结构特征与数字图像序列分析相结合的二维微位移测量系统。该系统由标片、工业相机、镜头、环形光源、无线通信模块、微型电脑等部分组成。通过激光干涉仪对标片上圆心距离进行精确标定,各方向标定系数分散性标准差为2.16×10~(–4)μm/像素,再通过圆心距离计算测量系统每个像素代表的长度值,采用这种方法可以将系统的测量结果溯源至激光波长。通过对系统精度的实验验证,在[0 mm, 8 mm]测量范围内,所研制系统在二维方向的准确度优于4.9μm。结果表明,该系统满足高压电容器高低压电极之间位移测量精度要求。     

复合式叶片型面测量系统的误差 分析与补偿

针对具有复杂型面的叶片类零件检测中所面临的数字化测量问题,提出了一种复合式的测量原理与方法。分别采用接触式的电感原理和非接触式的激光三角原理测量叶片的叶根基准以及叶身型面,并基于此原理设计研制了叶片型面四坐标测量系统。研究中结合该系统的机械结构特征,对影响其测量精度的各项几何误差进行了系统的分析,并提出了基于激光干涉测量的误差提取与补偿方法。实验结果表明,应用提出的误差分析与补偿方法可有效获取叶片型面四坐标测量系统的几何误差并显著提高其测量精度。     

基于激光平行射线簇的在机大孔径自动化测量方法

针对工件内尺寸的快速、在机、自动化、精密测量问题,提出一种基于平行射线簇的测量方法.当具有测距功能的射线沿着某一平面平移时,测量射线的平移轨迹就构成了平行射线簇.基于平行射线簇的测量方法,通过平移测量射线而实现测量信息的采集,通过分析测量射线的轨迹数据从而获得目标信息.在此基础上,开发了一种利用激光位移传感器的嵌入式非接触测量头,并对某一内孔直径进行了在机测量.测量时,将测量头置于圆孔正截面的任意位置,经过平移就可以迅速得到被测圆孔的内直径.由于该测量方法属于非接触式测量,因此测量装置可安全、便利地进出被测孔.实验结果显示,圆孔直径的平均测量误差为5.4μm,多次测量的标准差为1.24μm.本方法测量过程简单、快速,具有较高的测量精度,为工件内尺寸的在机、快速、自动化、精密测量提供了一种新方法.     

半光斑成像式多功能激光瞄准测头的研究

运用半光斑成像原理设计了一种用于三坐标测量机的多功能激光瞄准测头。详细介绍了测头的光学系统工作原理和设计思路,采用自适应控制方法实时调节激光光强使其可以适应不同光学特性表面的瞄准测量,并进行了多功能测头的重复性瞄准测量、灵敏度测量、倾角跟踪实验。实验结果表明,该测头重复性瞄准测量不确定度优于1 μm,测量灵敏度可达30 mV/μm,激光跟踪瞄准被测曲面倾角可达25°,能满足三坐标测量机的使用要求。该测头具有检测速度快、自动化程度高、瞄准精度高的特点,结合三坐标测量机或者其它测长仪器,能够实现对自由曲面进行快速精确瞄准及轮廓图像瞄准测量,具有广泛的应用前景和实用价值。     

纳米三坐标测量机接触式测头预行程测量

提出了一种用于纳米三坐标测量机接触式测头预行程测量的方法.确定了预行程需侦测接触点和触发点两个关键点.为了对该高灵敏度的测头进行标定,整个实验系统需要3个基本条件：纳米级驱动器,高分辨率传感器和多级速度控制算法.本研究使用一种超声波马达HR4在同一平台上实现大行程粗略驱动以及微位移调整.位移测量使用光栅传感器LDGI（linear diffraction grating interferometer）,其分辨率可达1nm.在测试过程中采用高速逼近和低速触发,使用＂双触发＂方式获得触发点位置.接触点位置的侦测使用开关电路.触发信号和位移信号由同一块数据采集卡同步采集.实验表明,使用该方法测量预行程,单方向重复性在±5nm以内.     

计量文摘精粹

一种新型的光纤位移传感器作者 :张毅　周肇飞　张涛摘要 :本文介绍了一种新型的透射光斑式光纤位移传感器 ,与传统的位移传感器相比 ,它具有体积小、精度高、重复性好、无滞后现象等优点。本文从理论上推导出该传感装置的调制函数关系式 ,并通过实验进行了验证。实验结果证明 ,这种光纤位移传感器精度可达 0 5μｍ ,并具有较良好的线性度。关键词 :光纤　位移传感器　光强调制式(摘自《计量与测试技术》 2 0 0 2年第 1期 )2 三坐标测量机测量短基准同轴度误差过大问题的分析和解决方法作者 :吴峰　王启江摘要 :本文阐述了在三坐标测量机…     

基于视觉的轴跳动检测仪

采用结构光三角法测量的构想,设计出一种基于视觉的径向跳动和轴向窜动自动化检测仪,分析了系统的工作原理及结构,并指出提高检测精度的途径,给出了摄像机与激光的标定方法,实现了跳动和窜动量的快速、准确、非接触和自动化检测.     

基于激光自混合干涉的轧辊磨损在线检测方法

提出了一种非接触式轧辊磨损在线检测的方法。研究了轧辊磨损量在线检测的原理及方案,利用激光自混合干涉位移传感器进行多点测量,将轧辊磨损量转化为微位移量进行检测,从而得到磨损量。信号处理中基于相位展开原理进行自混合干涉相位提取,重建外腔物体运动信息,并利用插值法降低了辊身振动和随机噪声的影响,提高了系统测量分辨率与精度。实验结果表明,该方法的测量分辨力可达到几十微米。     

星敏感器成像面位姿检测设备误差补偿

测量星敏感器成像面与安装面的位姿关系,对系统成像质量及精度补偿具有重要意义.本文设计了一套基于三维导轨的探测器成像面姿态检测设备,针对检测设备的系统误差提出了一种误差快速补偿方法,通过对标准件的测量完成对导轨运动误差在Z方向分量的标定.将X轴和Y轴运动体的位移量与测量误差在Z方向的分量数据写入标定文件,以高效完成误差的补偿.通过与高精度激光干涉仪测量结果对比,Y轴测量误差在2.9μm内,X轴测量误差在1.5μm内,达到了测量要求.     

基于模糊神经网络的接触式测头动态误差补偿

测头动态误差严重制约高精度坐标测量机发展,为此,提出基于模糊神经网络的测头动态误差补偿方法以提高测量精度.首先利用三坐标测量机测量标准球和标准环规得到训练样本和测试样本,然后分别使用训练样本和测试样本对接触式测头动态误差进行建模和补偿,最后与BP神经网络模型和静态误差模型进行比较试验.结果表明,经模糊神经网络模型补偿后误差从4.6μm减小至1.3μm,精度提升70%以上;模糊神经网络对测头动态误差具有更好的补偿效果和稳定性.证明模糊神经网络模型能够有效提高测头的动态测量精度.     

2m比长仪动态校准位移传感器的研究

介绍了2m比长仪的改造及其功能的拓展,用其校准大量程位移传感器的方法.以校准激光三角法位移传感器为例,采用动态校准方法实现可外触发位移传感器的校准.对德国米依公司optoNCDT1700激光位移传感器进行了校准实验,在比长仪滑板运动速度为1mm/s情况下进行了动态测量,实验验证了传感器的全量程线性度小于0.08%FSO.     

用基于特征的稀疏点云配准算法检测零件的加工误差

针对在使用三坐标测量机检测零件的加工误差时点云为稀疏点云这一问题,提出了一种基于平面、柱面特征的稀疏点云配准算法.首先选出含有平面、柱面特征的区域,根据零件的实际情况选择用平面或柱面特征建立局部坐标系进行初始配准,对于柱面特征参数的提取,提出用Levenberg-Marquardt非线性最小二乘迭代法来求解,之后用改进的最近点迭代(iterative closest point,ICP)算法进行精确配准,最后进行了算法的配准精度测试和零件配准实验.精度测试结果表明,本文算法配准精度在1μm以内,用三坐标测量机测量两块零件并运用本文算法检测出了加工误差.因此,本文算法可以解决点云为稀疏点云这一问题,满足零件加工误差的检测要求.     

基于B样条插值的高精度型面测量路径规划

为了解决型面检测时测量路径的规划问题,提高型面测量的效率和精度,本文针对单光束激光三角法非接触式型面检测专用测量系统,提出了基于B样条曲线插值的测量路径规划模型。针对影响单光束激光测量精度和效率的因素:景深范围、测头倾角等,利用B样条曲线插值模型规划出测量点的位置,使测量运动路径紧密结合型面曲率变化,提高了实际测量精度及效率,解决了大型型面测量的路径规划难题。     

多视觉检测系统的定标

针对结构光视觉传感器所组成的多视觉测量系统，本文提出一种直接线性转换全局定标法，把各传感器的模块坐标归结到一个统一的用户坐标中。该系统用于轿车白车身有关参数的快速检测。标定后的系统对轿车进行检测，经与三坐标测量机测量结果比较，３σ＝０．５ｍｍ，完全满足车身公差±２ｍｍ的要求。     

激光三角法大量程小夹角位移测量系统的标定方法研究

针对激光三角法输入输出关系在大位移小夹角测量中非线性太强的缺点,改进标定方法以提高系统稳定性和测量精度。根据本文的实际情况,从基本的像点-位移曲线关系出发,对公式进行了化简。结合非线性回归分析和逐段逼近的方法,提出新的标定方法。通过非线性回归保证标定的精度和稳定性,逐段逼近对系统误差自动校正。最后进行了大量实验,数据表明该标定方法具有良好的稳定性和较高的精度。该方法采样数据较少,精度高,对系统误差有一定的自动校正能力,特别适合于对大位移测量系统进行快速标定和系统误差校正。