基于Pro/ENGINEER的空间弧面分度凸轮3D建模与数控加工仿真

通过对空间弧面分度凸轮轮廓曲面的研究,完成了基于Pro／ENGINEER的空间弧面分度凸轮3D实体建模,并在Pro／ENO环境下对弧面分度凸轮进行了数控加工仿真。     

固定地点计量比对中传递标准稳定性评估研究——以大型衡器计量比对为例

为了考察计量量值的一致性,采用实验室之间的计量比对是有效的方法,大量测量设备因体积大,不易运输,其计量比对通常采用固定地点进行计量比对的方法进行,比对中传递标准的稳定性对计量比对结果的可靠性会带来较大的影响,通过对稳定性不同方法研究评估,以及实验验证结果表明,研究提出了几种传递标准稳定性评估方法,其稳定性对结果的影响有较好的一致性。     

基于PFC3D的平煤装置建模与平衡分析

为优化平煤装置的结构参数,采用PFC3D离散元软件对平煤装置进行仿真和分析。通过使用PFC3D离散元软件对装载煤粒车厢进行建模,并利用该软件中的HISTORY命令追踪分析模型的平衡状态,保证了平煤装置结构的优化能在一个平衡的离散元车厢模型中进行。     

无人机露天大型料堆计量系统

文章介绍无人机露天大型料堆计量系统,着重描述了利用工业无人机高空拍摄,结合3D建模、点云计算,生成3D视图以及体积数据,实时传输到相关系统,形成计量数据。该系统能够快捷、准确和高效测得料场物料的体积和重量,实现了料堆体积测量误差控制在1%以内的目的。     

大型空间柔性梁的有限元动力学建模方法研究

在精确描述柔性梁变形的基础上,针对具有大范围运动的大型空间柔性结构的动力学建模方法进行了研究。首先利用有限元方法对空间柔性梁结构进行离散,导出其动能、势能及广义力,然后采用Lagrange方程建立系统的精确动力学方程。该方程包含各个方向的变形、变形运动与大范围运动的相互耦合项。     

基于MATLAB和Solidworks的弧面凸轮设计及3D建模

弧面凸轮机械手在工业自动化领域中应用非常广泛,但在其设计与建模过程中,由于其工作轮廓曲面的特殊性,无法按照常规曲面的机械制图方法进行设计。此次设计基于MATLAB和Solidworks软件的结合,通过实例提出了一种新的设计与建模方法,并验证了该方法的正确性和可行性,可供机械设计人员参考和使用。     

三种检验方法在实验比对试验数据处理中的应用

为了验证本站雨量检定的测量能力,引入比对试验的定义,结合3个实验室进行的1组比对试验数据实例,介绍并分析在处理数据时的3种检验方法即Grbbs验法、F检验和t检验方法在雨量传感器检定中的应用。     

地市级移动校准系统计量比对实践与研究

为验证地市级移动校准系统中风速、风向和雨量项目的测量量值的一致程度、计量标准的可靠程度以及考察各校准工作人员技术水平和数据处理能力,2020年甘肃省气象计量检定站组织甘肃省14个地市级移动校准系统开展了风速、风向、雨量3个要素的量值比对工作。此次比对工作为今后进一步加强地市级校准能力建设,改进质量管理体系,加强人员技术培训等提供了依据。     

基于Geomagic Design X的产品建模研究与3D打印成型——以内燃机连杆为例

以工业产品设计为对象,采用某国产手持激光3D扫描仪获取模型点云数据,结合Geomagic Design X软件介绍逆向设计方法与工业产品逆向建模过程,采用3D打印技术进行快速制造完成产品验证。为产品建模优化与成型提供思路和方法,减少产品开发周期。实践证明采用Geomagic Design X软件可以快速高质量的完成产品模型的重构设计,3D打印可以实现模型的再现验证设计。     

基于UG NX的型腔零件3D建模与NC加工

主要论述了型腔零件的三维设计与数控仿真加工。利用UGNX的Modeling模块实现了零件的三维设计，利用Manufacturing模块实现了零件的数控仿真加工并生成了NC仿真程序，很好地利用了UGNX软件CAD／CAM功能集成的特点，在对零件实际加工前进行加工仿真：提前发现干涉和过切问题并及时进行调整，提高了效率，降低了次品率。     

Development and calibration of an integrated 3D scanning system for high-accuracy large-scale metrology

Quality control in advanced manufacturing requires automated and high-accuracy large-scale 3D measurement. This paper proposes a high-accuracy, low-cost 3D scanning system by integrating industrial robot with precise linear rail and laser sensor. The measuring principle and system construction of the integrated system are introduced in detail. A mathematical model is established for mapping the change of the laser sensor frame while it scans along the linear rail and a sphere-based algorithm for rail orientation calibration is introduced. Subsequently, taking the robot positioning error into consideration, an enhanced hand–eye calibration method is proposed to determine the relationship between robot end-effector and rail scanning frame. Validation experiments were performed, a maximum distance error of 0.071 mm was detected within the rail range and a mean/maximum distance error of 0.309/0.604 mm was detected in the robot volume. A large-scale scanning instance also shows that integrated robotic scanning system features high-efficiency and high-accuracy.     

大尺度3D激光扫描技术及其应用

针对大物体3D原型及测量的3D激光扫描技术近年来得到了飞速的发展.与其他3D测量技术相比,大尺度3D激光扫描技术可以在中、大距离内快速捕获大物体全区域的数字原型,特别是考虑时间和成本,大尺度3D激光扫描技术在不同环境和地点中捕获复杂物体的3D数据是十分奏效的.在详细介绍大尺度3D激光扫描技术原理的基础上,给出了在建筑结构、隧道工程等方面的一些应用实例.实际应用结果表明,大尺度3D激光扫描技术是各种反求工程对称应用的一种独特的工具或方法.     

基于激光三维扫描的人体特征尺寸测量

提出了一种利用三维人体点云数据测量人体关键尺寸的方法。应用线结构光激光三维扫描仪对特定站姿的人体进行扫描,获得完整三维人体点云。根据人体视线和脚尖的同向性及两腿的自然分开特征,对点云进行方位调整,使人体朝向z轴正方向。利用手动删除和最大连通域删除相结合删除噪声点。确定人体的6个特征点和20个特征平面,分别应用对应截面y坐标差值法测量长度尺寸,凸壳法测量截面周长,测量了34个人体关键长度和周长,对影响测量精度的因素进行了分析。结果表明,典型尺寸测量误差小于3%,可满足人类工效学等领域快速测量人体特征尺寸的要求。     

基于激光扫描和SFM的非同步点云三维重构方法

室外场景具有测量数据量大、扫描数据易重叠及建筑物表面信息复杂等特点,单靠激光扫描方法能够获得场景精确的深度信息,但缺乏颜色和纹理信息,利用从运动中恢复结构(SFM)方法可获得丰富的彩色信息,但重构精度不高,若将两种设备固定进行在线实时同步测量,易受到测量环境和系统制约不易实现。针对此问题,提出了一种基于激光扫描和SFM结合的非同步点云数据融合的三维重构方法。首先,提出利用手动选择控制点进行7自由度初始配准,再利用迭代最近点(ICP)算法对初始配准结果进行精确配准,最后利用最近点搜索算法将分布在经基于面片的多视图立体视觉(PMVS)算法优化后的SFM数据中的颜色信息与激光扫描的点云坐标进行融合。实验结果和数据分析显示,本文的方法能有效地将激光扫描与SFM点云数据进行融合,实现了室外大场景的三维彩色重构。     

组合CCD图像和稀疏激光测距数据的建筑物三维信息提取

对组合高分辨率航空CCD图像和机载稀疏激光扫描测距数据自动提取城市建筑物的三维信息进行了研究。航空CCD图像能清晰地给出建筑物的几何形状和分布,因此采用了自适应的Canny边缘检测算法来提取CCD图像上的全部边缘信息,然后根据双向投影直方图和线段匹配方法来自动而准确地提取建筑物的平面轮廓信息,最后根据CCD提取的轮廓信息从机载激光扫描测距数据中提取建筑物的高度信息,从而实现了每栋建筑物的三维信息提取。通过实际数据的处理和提取,说明了组合CCD图像和机载激光扫描测距数据可以自动重建建筑物的三维信息。     

立体视觉和三维激光系统的联合标定方法

双目立体视觉和三维激光扫描是移动机器人环境探测与建模的常见传感测量方法。为实现两个系统的数据融合应用,必须为二者的测量坐标系建立数学关系,即对其进行传感器之间的位姿联合标定。为此提出了一种基于三维特征点距离匹配的联合标定新方法,设计了一种镂空棋盘格作为标定板。使用双目立体相机提取棋盘格角点三维坐标信息,使用激光测距雷达扫描获取镂空区域中心点三维坐标,最终通过最小化两组特征点的理论与实际测量距离的平方差获取两传感器坐标系之间的旋转矩阵和平移向量。进行的联合标定测量实验结果表明了该方法的准确性和可靠性。     

Measurements of fillet weld by 3D laser scanning system

The external geometry of a fillet weld affects not only the quality but also the safety of a structure. Two parameters that influence the geometric quality of a fillet weld are the weld size and the weld surface profile. A 3D laser scanning measurement system integrating the techniques of reverse engineering is adopted in this study to provide a more accurate measurement of the weld profile. The section profiles of the external weld geometry along the longitudinal axis of the weld are generated by the measured data set through CAD software. A computer programme based on the AWS Structural Welding Code is used to judge the acceptability of a fillet weld based on the CAD section profile of the weld. The proposed 3D laser scanning system with integrated CAD software can provide a more accurate and efficient method to estimate the geometric quality of a fillet weld .     

基于三维激光扫描的移动大尺寸圆柱体工件长度快速检测系统

针对移动大尺寸圆柱体工件两端的表面形貌特征,利用三维激光扫描仪设计了一种快速长度在线检测系统。基于三维激光扫描仪可在短时间内连续高速获取大量测量数据的特点,系统在虚拟环境下构造出自适应测量形状的虚拟测量基准面,采用二维误差分离方法抑制系统误差和运动误差,识别定位工件两端端点并计算其到虚拟测量基准面的位移;最后结合多传感器融合模型获取三维位移场测量结果。另外,测试前用三坐标测量机精密测量过的相似形状圆柱体工件对系统进行了校准修正。为验证系统的精度和可靠性,分别对处于（1 000±25）mm内不同直径的圆柱体工件进行了长度检测。结果显示,系统可在1 s完成直径约为50 mm工件的长度测量,检测分辨力为0.010 mm,检测精度达到0.050 mm。实际运行结果表明,该设计系统具有高自动性和高效性,可满足在线生产中对大尺寸工件控制和检测的要求。     

基于扫描线的三维激光扫描数据精简算法

在曲面重构中,三维激光扫描线点云数据量过大,不利于计算、存储和曲面重构。通过分析角度偏差法和弦偏差法的工程适用特点,提出了同时基于角度偏差法和弦偏差法的改进型点云数据的直接精简方法,利用Matlab实现了对扫描线点云进行逐线精简。此外,介绍了一种基于二次曲面拟合的数据点曲率估算方法,并以颜色显示点云的曲率分布,计算结果显示了方法的有效性。     

卧式金属罐量入量出双标定法研究

针对卧式金属罐几何测量法、容量比较法在标定准确度及标定效率方面存在的不足,提出量入量出双标定方法。设计以标准金属量器、标准流量计或高精度电子秤为标准器的量入量出双标定装置,以实现同时进行两个卧式金属罐容积标定。介绍了该方法设计原理及装置基本结构,并用实例说明具体的操作过程。在罐容数据处理方面,采用拉格朗日三次插值方法进行插值运算并绘制罐容曲线,对罐容数据进行分析和监测。为验证方法的有效性进行比对试验,试验结果表明,量入量出双标定法及罐容数据插值方法具有较好的准确性及可靠性,可作为卧式金属罐优选的标定方法来使用。