二维轮廓测量仪的系统建模及标定

在分析轮廓测量仪测量原理的基础上,建立了二维轮廓测量系统的数学模型,构造了轮廓测量仪的硬件结构。研究了差动式电感传感器的输出特性,在此基础上提出了采用标准组合量块的传感器标定方法。分析了触针测头形状对被测轮廓数据的影响,并提出了对测头半径的两种数据修正方法。经实例验证,所采用的系统数学模型和传感器标定方法满足测量系统的要求。     

一种表面轮廓测量仪X轴驱动系统的设计分析

表面轮廓测量仪是用触针扫描法测量工件表面二维形状的距离、角度、圆弧半径等参数的仪器,X轴驱动系统是表面轮廓测量仪的一个重要部件,用以提供传感器的驱动与位置反馈信号。     

大型轮廓测量仪

开发了一种针对内径300 mm以上精密零件表面轮廓和粗糙度测量的大型轮廓测量仪,分析其测量原理和结构设计,有效地解决了大型轴承产品在轴承套圈滚道加工及终检过程中相关尺寸精密测量的问题。     

具自校准功能的智能电力参数监测仪表设计

在电力参数测量仪表中,前向通道的非线性,会产生很大的测量误差;恶劣的工作环境,会影响测量仪表的可靠运行。本文提供了一种有效解决这些问题的方案,并对该电力参数测试仪表的软硬件实现、仪表误差自动校准、量程自动切换等作了阐述。     

德国马尔(Mahr)公司产品快讯(一)

德国Mahr计量设备公司创建于186 1年,是开发和生产长度计量测试仪器和量具的专业厂家。其产品主要有:多功能综合测量仪、测长机、形位误差测量仪、表面粗糙度测量仪、表面轮廓测量仪、齿轮误差测量仪、光学三维测量仪、三坐标测量机、测高仪、量块检定仪、量表检定仪、平面度检查仪、专用量仪、电感传感器、长光栅传感器以及各种通用量具。为了广泛地为广大中国用户服务,在香港建立了马尔计量设备(中国)有限公司,下设北京、上海、广州和重庆办事处,在成都、武汉和西安等地设立了联络处。马尔(中国)公司已具有完整的德国Mahr公司产品销售、…     

降低电感接触式测量仪系统误差的方法研究

本文分析了传统电感接触式测量仪的系统误差,提出了一种基于垂直位移扫描工作的表面轮廓综合测量仪的整体设计方案,克服了接触式测量仪的大量程和高精度之间的矛盾,给出了实际测量结果。     

高精度智能三维轮廓测量仪

介绍了基于国产6JA干涉显微镜的智能三维轮廓测量仪。仪器的垂直测量范围达80μm,垂直分辨率达1nm;仪器可用于多种材料、多种形状的轮廓测量,只需几秒钟即可完成一个取样表面的二维和三维自动测量与评定。给出了对标准样板的测量结果,实验表明仪器总测量误差小于5％。     

车轮轮廓测量仪结构的优化设计

提出了利用测量误差优化车轮轮廓测量仪的方法。基于该测量误差建立了优化数学模型，采用遗传算法进行优化计算，遗传算法保证了获得全局最优解。综合算例结果表明了该方法的有效性。     

用于复杂结构氧化铝陶瓷零件三维尺寸检测的弹性工装夹具研制

采用复合式三坐标测量仪测量尺寸时需要合理的工装夹具固定被测零件。研制了一种用于某复杂结构氧化铝陶瓷零件尺寸测量的弹性夹具工装,不存在氧化铝陶瓷零件与金属的直接接触,避免了金属磨损引起的陶瓷表面污染。测量时,以该弹性工装夹具为建立测量基准坐标系,避免了重复建立基准坐标系的过程,采用该夹具工装固定也有利于陶瓷零件的快速更换,从而提高了测量效率。     

比较法测异向孔中心距

图1所示是我厂为外单位配套加工的零件,其中异向孔中心距很难保证,为了检验及调整夹具,必须精确测出38(?)mm尺寸。配套单位采用的是进口三坐标测量仪进行测量,而我厂不具备此条件,我们采用量块比较法,同样解决了这一技术难题,生产出了合格产品。     

悬臂式掘进机视觉位姿检测系统外参标定方法

当前巷道掘进过程中高粉尘、低照度等因素严重影响外参标定精度。针对以平行激光线为特征的悬臂式掘进机位姿检测系统外参标定难题,提出一种基于数字全站仪的系统外参标定方法,详细分析系统外参标定误差对测量系统的影响。通过建立视觉位姿测量系统中各模块之间的坐标转换关系,对系统外参标定原理进行数学建模,利用全站仪位姿检测方法得到全站仪系统外参标定结果下机身相对于巷道的位姿,对普通外参标定结果得到的机身相对于巷道位姿进行精度评价。实验结果表明:悬臂式掘进机全站仪系统外参标定方法位置测量误差在 ± 3 mm内,姿态角角度测量误差在0.08°内;利用全站仪系统外参标定方法得到精度结果: x、y和z方向的位置平均误差分别提高了13.073 mm、21.511 mm和18.159 mm,偏航角、俯仰角和姿态角的角度平均误差分别提高了0.225°、0.246°和0.246°。     

6-PSS型并联机床的仿真研究

在对６－ＰＳＳ构型虚拟轴机床进行运动学标定的仿真计算过程中,采用光栅球杆仪对虚拟轴机床的运动姿态进行间接测量,然后通过矩阵重构的方法来解决测量噪声的干扰问题。仿真结果表明,计算出的结果完全可以满足机床在工作空间里的运动精度要求。因此采用此方法对虚拟轴机床进行标定是可行的。     

火箭喷管运动视觉测试精度的校准与实验

基于新型双轴摇摆直线升降运动校准装置,提出了一种喷管运动视觉测量系统的校准方法。首先,将校准装置提供的摆心、摆角的标准值与视觉测量系统的测量值在空间上对应起来,通过校准装置提供给喷管模型2次不同轴的摆动,推导出视觉运动测量系统的世界坐标系与喷管摆角坐标系之间的位姿关系。然后求解出二者位姿矩阵和平移向量,在视觉运动测量系统中建立喷管的摆角坐标系;通过时间同步系统向校准装置和视觉运动测量系统发送同步时间基准信号和同步触发信号,同步二者的采样时间,实现标准值与测量值在时间上的对应关系,完成摆动动态数据的直接比较。最后对喷管运动视觉测量系统进行了校准实验,分析了喷管在±12°的摆动空间内不同位置的摆心、摆角的测量误差。实验结果表明,在运动范围内摆角的最大测量误差为0.093°,摆心的最大测量误差为0.832mm。     

弹性压缩变形对步距规测量不确定度的影响

针对步距规测量过程中正反向差较大的问题,利用赫兹压力理论分析了测头测力引起的弹性压缩变形,研究表明,由于校准探针用标准器与组成步距规的量块的材质和形状的不同,其弹性压缩变形量存在差异,成为引起正反向差的一个较大分量,通过选择合适的探针校准用标准器,使其符合测量中的一致性原则,可以有效减小步距规的测量不确定度.     

Development of computer aided calibration module for CMMs and machine tools using a compensated step gauge

This paper shows a micro computer aided error calibration system for CMMs and machine tools, which is a fast and efficient error calibration system: A micro computer stores the error calibration data of a step gauge which were precalibrated with more precise equipments such as laser interferometer, then the step gauge is probed with the specific CMMs or machine tools. The probing data are compared with the stored precalibration data, in order to give the linear displacement accuracy of the machines. High degree of computer integration has been performed in the measurement path planning, measurement operation, and error evaluation. Thus a rigorous computer aided error calibration system has been implemented with full potential of practical application to most of commercial CMMs and machine tools of CNC type.     

基于位置敏感探测器的六自由度精密位姿测量系统

位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)是一种高精度的二维位移测量传感器,利用三片二维PSD的组合实现空间六自由度相对运动的位移和角度测量。测量系统主要包括三片PSD传感器(包括PSD光敏面和发光管)、低噪声的信号调理和AD采集电路,采用三片PSD正交布局方案,通过PSD光敏面的光点位置计算相对运动的位移和角度。设计了六自由度的PSD标定测试系统,用于PSD测量系统中心偏移和发光管安装误差的标定测试。测试结果表明,PSD测量系统的测量范围优于位移±10mm、角度±2.5°,标定后PSD测量系统的噪声误差为位移0.1mm、角度0.02°,测量系统的绝对位移误差小于0.5mm、角度误差小于0.14°,满足系统0.5mm和0.5°的指标要求。此外,对PSD传感器的环境适应性进行了评估。PSD测量系统具有量程宽、精度高、线性度好的优点,成功应用于天舟1号货运飞船微重力主动隔振装置的相对运动测量中。     

六轴并联机床运动精度的标定研究

在对六轴并联机床进行运动精度标定的过程中，采用光栅球杆仪对并联机床运动平台的位置和姿态进行间接测量；针对实际标定过程中由于测量仪器自身精度产生的量测噪声造成最终辨识结果严重失真的问题，采用矩阵重构的方法来加以克服。仿真和实验结果表明上述方法可以有效地提高并联机床的运动精度，为并联机床的标定探索了一条切实可行的途径。     

基于CPA方法的串联工业机器人运动学标定精度试验研究

几何参数误差是影响工业机器人定位精度的主要误差源,约占总误差的80％以上.基于圆点分析法(circle points analysis,CPA)所标定的几何参数与机器人的实际结构相关,并且能够将几何参数误差与其他误差源解耦.研究表明CPA方法的测量策略对其标定精度具有较大影响.针对基于CPA方法的串联工业机器人运动学标...     

Analysis of thermal contribution to the measurement uncertainty in step gauge calibration

Thermal expansion errors represent an important source of measurement uncertainty in precision length measurements. The authors present research performed on thermal error minimisation in calibration of step gauges, with the goal to develop a new high precision procedure for step gauge calibration in the Slovenian National Dimensional Metrology Laboratory. Thermal conditions during step gauge calibration were analyzed by using a combination of experimental measurements and Finite Element Method (FEM) simulations. Good final agreement between the experimental measurements and the simulation proves that the FEM simulation is a useful tool for studying and compensating thermal errors. The final outcome of the research is a non-linear model for compensating thermal expansion of a step gauge during calibration in a microclimatic chamber, where the temperature is controlled within the limits of (20 ± 0.1) °C. Different types of step gauges were examined and modelled which are used commonly for testing the performance of Coordinate Measuring Machines (CMMs). The results show that the developed error compensation method is effective enough for our metrology purposes as regards measurement uncertainty.     

一种基于Labwindows/CVI的关节角度测试系统的研制

研制了一种以MicroE圆光栅作为角度编码器,利用Labwindows/CVI8.1作为测试软件的关节角度测试系统。该方案利用虚拟仪器软件良好的交互性和可编程性,设计了上位机用户界面和数据采集系统,并且针对圆光栅系统存在的偏心误差进行误差修正,实现了对模块化关节角位置的精确测量。经标定后证明测试精度可达4角秒。