盘、轴类零件检测平台的研究与应用

根据盘、轴类零件的结构尺寸参数特性,基于三坐标测量机安装高精度转台和机器视觉测量装置,利用高精度转台建立零件测量空间坐标,使加工基准和测量基准重合.通过测量路径规划,实现零件表面质量和形位公差参数的高效、高精度测量,达到零件尺寸的非接触式自动化测量.经实验对比可知,在保证检测质量的前提下,检测效率提升35％以上.     

一种可调式内径量具设计

在实际生产中,我们碰到如下零件（见图1）,该零件内孔尺寸较大,需要设计专用锥度内径量具。针对该零件批量小、精度较低的原则,我们设计测量不同长度上锥体直径内径的方法是：量具与内径千分尺配合使用（见图2）。     

轴类零件倒角处尺寸对比测量的检具设计

以套筒零件为例,分析了轴类零件倒角处尺寸的被测要素,利用与标准件进行对比测量的方法,间接测量了零件倒角位置的尺寸,解决了轴类零件倒角处尺寸常规方法无法测量的问题,实现了轴类零件倒角处尺寸对比测量的检具设计.     

工序间快速测量半球壳内径的专用检具

阐述了一种专用内径测量检具的设计,适用于半球壳零件内径的工序间快速测量,详细描述了这种专用内径测量检具的设计方案和结构特点,并介绍了使用过程,此检具不仅满足了内径尺寸准确测量,实现了在线测量,而且提高了检测效率,同时对结构相似的壳体零件测量也一定的参考价值。     

基于机器视觉尺寸检测及加工精度分析系统设计

利用机器视觉和图像处理技术,以轴类零件尺寸为检测对象,运用Lab VIEW作为开发平台,设计了一套轴类零件尺寸检测系统及尺寸加工精度的分析系统,实现了集图像采集、保存、图像处理、尺寸测量及加工精度分析于一体的功能,该系统能够完成轴的尺寸测量,可以显示零件尺寸单值点图、实际分布图、-R图以及工序能力的判断,能对零件质量进行判识。     

多功能游标卡尺

目前在机械制造行业中,游标卡尺是一种使用最广泛的长度测量工具。它能够极为方便地测量内径、外径、长度、厚度、深度等尺寸。但由于零件结构的多样性,仍有很多常见结构的尺寸是游标卡尺所无法测量或无法直接测量的。诸如:轮辐厚度、内孔槽底径、某些箱体壁厚、轴键槽底尺寸(d-t)等等,还有象蜗轮喉径、V形带轮槽底径、阶梯轴中段直径     

复杂轴类零件非圆轮廓接触式随动测量方法

非圆轮廓随动接触测量方法研究对实现曲轴、凸轮轴等复杂轴类零件高精度、高效率检测具有重要意义,针对复杂轴类零件非圆轮廓表面检测设计了一套接触式随动测量方案。借助头尾架环规建立工件坐标系,提出了回转中心与顶尖几何中心相对位置关系标定方法,建立了随动接触测量装置沿工件轴线方向运动时与回转轴线不平行引起的系统误差计算模型。利用凸轮基圆区域的转角与径向尺寸进行基圆最小二乘圆心位置寻优,以实现凸轮偏心修正,采用敏感点法与最小二乘法相结合的方式构建了凸轮升程误差评价模型。仿真分析了随动接触测量装置安装误差与顶尖几何中心标定误差对凸轮升程误差评定的影响。与ADCOLE 1200SH专用量仪的对比试验和重复性测量试验研究表明:SE13-J10型轴类零件随动接触测量机的凸轮尺寸、形位误差测量精度和重复精度满足轴类零件高精度测量需求,验证了接触式随动测量方案与凸轮误差评价模型的正确性。     

汽车球笼类传动零件测量仪器的研制

针对人工测量球笼效率低、难度大、精度不足等缺点,研制了一台中心高及偏心测量仪。该仪器采用立式结构,主要由机械系统、测控系统和计算机系统三部分组成。介绍了仪器的测量原理和工作原理,运用长光栅测量方法设计了测量导轨组件、测杆组件和光栅传感器组件等关键机械结构。通过采用步进电机驱动测头沿被测球面母线运动的方式,实时采集X、Z两路光栅信号,再经测量软件分析处理,实现了球笼中外套、内套、保持架等零件中心高和偏心的自动测量,可判断零件是否合格。结果表明:该仪器性能稳定、测量精度高、重复性好,测量结果评价准确,可用于汽车球笼快速精密测量,也适用于其它球面类零件测量。     

一种大尺寸孔轴线非接触测量方法研究

为了快速,精确的获取大尺寸孔的轴线空间位置,实现轴孔组合零件的高精度装配,基于激光三角位移测量原理,提出了一种针对大尺寸孔轴线的非接触精密测量方法,据此设计出一种光学探头非接触测量系统,建立了对应的数学模型,数据处理上借助MATLAB最小二乘法实现对扫描轮廓曲线、孔中心轴线的拟合,最终得出被测孔轴线的空间位置方程,同时对测量系统进行了误差分析与补偿,该方法可以快速,高精度的获取大内径孔轴线空间位置,为后续轴-孔零件的高精度装配提供装配基准。     

薄壁细长轴壁厚测量技术研究

针对航空发动机中薄壁细长轴类零件的壁厚需要精密高效测量的问题,提出了一种双测头快速高精度测量方法。该方法以大长径比碳纤维测杆支撑小型非接触光学测头进行细长轴内壁测量,以龙门式框架安装接触式测头同时进行细长轴外壁测量,并采用高精度气浮平台作为工作台带动零件移动,从而实现对细长轴类零件的壁厚进行测量。采用该方法研制了测量设备,并详细介绍了机械、电控和软件设计。通过实验和第三方检测,该测量设备可对长度1 500 mm、内孔直径14 mm的细长轴进行壁厚测量,验证了本方法的有效性。     

改进的Hough变换在轴类零件测量中的应用

采用一种自适应阈值范围的Hough变换来检测阶梯轴零件中的直线。对传统的Hough变换进行了改进,快速、高精度地实现了对阶梯轴类零件轮廓直线的提取。结果显示:运用改进的Hough变换可有效提取轴类零件的轮廓直线,效果明显比传统Hough变换要好,为进一步的轴类零件尺寸测量奠定了基础。     

免形状测量机的误差分离技术研究

免形状(Form-free)测量机是基于零件"小偏差假设",不依赖被测对象的几何形状、无须知道几何参数、无须精密定位的情况下,也能进行几何尺寸和形状误差的测量与评定的测量机。针对此测量机,建立了误差补偿综合模型,为测量机误差测量和补偿提供了理论基础。提出基于激光追踪仪的几何误差分离方法,快速准确实现对测量机几何误差的检定。使用软件对分离算法进行仿真及实验,结果证明该分离算法是可行的,并将其与激光干涉仪测得的误差比较,两者非常吻合,证明此算法具有快速、精度高等优点,适用于坐标测量机的几何精度检测。     

轴类零件参数综合检测

以轴直齿类零件为例 ,提出一种快速、能同时测量轴向尺寸和径向尺寸的非接触、多参数综合测量方法。它利用基于光学三角法的激光位移传感器获得轴类零件的径向尺寸 ,利用半导体激光器与光电二极管组成的扫描式发讯传感器和光栅传感器的组合获得轴向尺寸。探讨了该系统的检测性能 ,给出了实测结果     

轴类零件多功能全自动智能测量仪的设计

为实现对轴类零件的圆度、圆柱度、同轴度、跳动、表面粗糙度和硬度等多种质量指标的综合检测,满足轴类零件高精度、高效率、多误差的检测需求,采用现代机床设计理念,创新设计了轴类零件定位夹持回转机构和轴类零件测量机构,研制了一种契合企业生产节拍,测量环境要求低的多功能全自动智能测量仪。该测量仪自动化程度高、检测精度高、检测功能多、应用范围广。     

机械零件二维尺寸快速检测

以轴直齿类零件为例,提出一种快速的、能同时测量轴向尺寸和径向尺寸的非接触、多参数综合测量方法它利用基于光学三角法的激光位移传感器获得轴类零件的径向尺寸,利用半导体激光器与光电二极管组成的扫描式发讯传器和光栅传感器的组合获得轴向尺寸,探讨了该检测性能,给出了测试结果。     

航发燃油喷嘴旋流器的加工工艺及测量方法改进

针对某型号航空发动机燃油喷嘴的加工工艺及测量方法改进问题,分析了燃油喷嘴精密零件旋流器的加工工艺与测量方法的改进。通过改进加工工艺,采用车削中心一次装夹完成零件外型及旋流槽的加工,重新设计加工刀具,提高零件的加工精度,有效解决了喷嘴组件的燃油喷雾角度偏离设计值的问题;通过尺寸换算,改变测量尺寸,以测量槽的进出口长度尺寸来代替槽深尺寸,解决了旋流槽深度尺寸测量失真问题;通过对不同设计尺寸特性的零件在不同燃油压力下流量试验的数据分析,优化选择,确定了燃油流量值满足设计期望的喷嘴零件设计特性,解决喷嘴燃油流量偏小及高低压燃油流量不同步问题,对燃油喷嘴的改进提供了重要依据。     

基于球形目标的激光位移传感器光束方向标定

搭建了非接触式的三坐标测量系统以便精密测量三维型面。将激光位移传感器通过具有两个回转轴的回转体安装在测量机的Z轴上,从而可根据待测表面的形状来调整传感器的方位。为了使传感器在各个方位上实现测量功能,提出了基于球形目标的光束方向标定方法,并详细阐述了其数学原理。标定时,驱动测量机使传感器分别沿测量机的X,Y和Z轴做等间距步进,根据步长和激光束长度的变化建立方程组求解出激光束所在直线的单位方向向量。最后,多次测量尺寸参数已知的六面体标准块规,检验了该测量系统的重复性。结果显示,该系统的测量不确定度为0.048mm;测量另一直径已知的被测球时,传感器在各个方位上的误差小于0.05mm,表明所提出的标定方法使测量系统达到了逆向工程的使用要求。得到的数据表明,本文所提出的方法有较高的标定精度和较好的重复性,为实现三维型面的快速扫描测量奠定了基础。     

实现超长零件测量的三坐标测量机辅助设备研制及检测方法研究

针对特定三坐标测量机所存在的"测量范围受限,无法检测超过测量范围的超长零件"的问题,提出了一种基于测量基准重定位的超长零件测试方法,设计制造了一套基于三坐标测量机的超长零件辅助测量设备,制定了辅助设备和三坐标测量机相结合的超长零件检测方法。该方法利用精密几何体作为检测基准;采用移动超长零件、刚性变换测量数据和查错优化基准精度的理论,设计了相应测量软件;分析了测量精度影响因素,优化了测量方案。研究结果表明:在三坐标测量机和辅助设备相结合下,三坐标测量机长度测量范围由原来的750 mm扩展到了1 200 mm(拓宽了60%);超长零件的测量数据精度符合测量要求,实现了超长零件形位公差的精密测量。     

Quick Opto非接触轴类零件测量仪

本仪器是Ｍａｐａｌ公司开发的新产品 ,它是一种测量轴类零件直径和长度和非接能式测量仪器 ,即利用红外线光技术的测量绝对值的测量仅器。在长度方向的没座上装有长光栅 ,可测量直径80ｍｍ ,长度 70ｍｍ轴类零件。该仪器可对一个零件连续测量 50个项目 ,具有2 0 0个零件的测量程序。测量项目包括外径、椭圆度、锥度、长度、沟槽直径、沟槽宽度、偏摆 (以中心为基准 )、齿轮外径等。绝对精度 :外径为 2 5Ｍｍ ,长度为 10Ｍｍ。Quick Opto非接触轴类零件测量仪     

多高度小零件视觉测量方法设计

设计一种综合应用激光三角法和二维机器视觉测量技术测量方法,实现对多高度小零件二维几何尺寸的测量。首先在测量高度范围内,利用线结构光进行高度测量标定,采用多项式拟合建立线结构光成像位置与高度的关系;用精密圆形靶标对不同高度平面进行二维尺寸标定,分别考虑不同高度平面坐标系映射到图像坐标系后光学放大率不同和坐标系间的不平行,CCD摄像机阵列垂直方向与水平方向不一定垂直的情况,以及光学镜头畸变等得到不同平面所在高度的二维尺寸测量标定参数,由此建立起各二维尺寸标定参数和高度的函数关系。对具有不同高度的小零件进行测量,并与三坐标测量机结果进行比对,多次测量的高度最大误差小于0.032mm,二维尺寸最大误差均小于0.08mm。