基于多色集合的三坐标测头规划方法研究

为了提高三坐标测量中测头选择的智能化和测头可达性分析的效率,提出了基于多色集合理论的测头规划方法。针对不同的被测几何要素,制定了测头"可达性判定规则";利用色多集合理论建立了测头选择与测头可达性分析相关模型,给出了基于多色集合的"测头规划算法";实现了测头类型的选择及测头角度的确定。经实例验证,表明该方法可靠、有效。     

三维螺纹测量机接触式测头的优化设计

为削弱接触式测头对高精度三维螺纹测量机精度的影响,设计了一种接触式测头结构尺寸优化方案,并提出了相应的标定方法。通过有限元仿真和正交试验优化测头结构参数,确定最优结构参数;利用坐标变换理论和最小二乘法原理建立测头标定模型并进行了标定试验;通过不同预压量下的螺纹塞规对比试验及螺纹环规、塞规对比试验对优化后的测头进行测试。结果表明：接触式测头测量螺纹塞规、环规参数标准偏差在1 μm左右,满足三维螺纹综合测量机接触式测头测量精度要求。该优化方案及标定方法为测头结构设计提供了重要的理论基础。     

三维扫描测头在齿轮测量中心的应用

为了解决三维测头在齿轮测量中心应用上的技术难点,通过构建三维扫描测头的多元非线性模型,规划出基准球的扫描路径,实现了对测头自身的垂直度、直线度、测针挠度以及与仪器坐标轴不重合等误差的校准。分析影响校准精度的因素,解决了三维扫描测头的标定问题,为后续工件的测量奠定了基础。由于三维扫描测头无法精确探测到给定的工件坐标点位置,测量时也无法严格按照预定的路径扫描,无法采取传统的电子展成法得到测量误差值。本文利用空间曲面理论实现了齿轮的测量及误差计算,通过对标准齿轮的检测,验证了方法的可行性,为复杂工件的一次装卡,全自动完成几何误差和形位误差的测量提供了条件,拓展了齿轮测量中心的检测能力。     

一种新型并联柔顺测头的静力学分析

测头是精密测量设备的关键部件,开发性能优良的新型测头是精密测量技术领域关注的重点。现有研究主要关注完善测量理论和优化传感器性能,对测头本体结构创新方面研究较少。基于并联机构位于奇异位形时,机构获得额外瞬时局部自由度这一基本属性,利用"刚体替换综合法"构造出一种新型并联柔顺约束测头。利用线几何和力雅可比矩阵零空间法简要阐明了机构具有三维测头所需的功能自由度。基于并联柔顺支撑机构的静力学及分支杆刚度模型,构造机构的整体刚度矩阵,建立测头的测力-位移模型,通过数值模拟和有限元软件验证理论分析的正确性。研究内容拓展了并联柔顺机构的应用范围,丰富了精密测头约束支撑机构的结构创新方法,为进一步构造基于该类型并联柔顺机构的新型测头奠定了重要的理论基础。     

OMNI Sip三维万向测头

测头是坐标测量机的关键部件，直接关系到测量机的工作效率和测量精度。坐标测量机测头按测量方式可分为接触式和非接触式两大类。接触式测头又可分为机械式、电气式和光电式；非接触式测头则包括光学显微镜测头和电视扫描测头等。本文介绍的瑞士Sip公司生产的OMNISip三维万向测头属于接触式光电测头。一、工作原理OMNISip三维万向测头（见图1）可在空间以任一方向进行探测。测头的设计遵循了以下计量原则：①测头无内部摩擦；②对探测方向无限制；③无非线性轴向运动。测头本身就可看作是一台微型测量机。测头内有一个可向任意方向运…     

三坐标测量机测头的测球半径补偿误差的计算

介绍了三坐标测量机的发展与测量头的分类 ,结合实例重点分析了触发式测头的测球半径补偿误差的产生原因、计算方法和预防措施     

高精度三维螺纹测量机接触式扫描测头动态特性研究

扫描测头是高精度三维螺纹综合测量机的核心部件,其动态特性严重影响了整机的精度.为了提高测量机的精度,对高精度螺纹三维尺寸测量线性扫描测头的动态特性进行了研究.首先分析了三维螺纹综合测量机用扫描测头的测量原理,然后建立了动态特性模型并提出了影响动态测量结果的因素,最后通过实验验证了这种测头结构的动态特性和测量处理方式的有...     

发动机凸轮测量的测头转换方法

通过凸轮测量实例,对凸轮测量时的测头转换方法进行了分析,并指出测头转换不应改变设计要求,即测头转换应遵守设计测点位置不变原则。     

加工中心测头的校正

在加工中心上加工工件时,测量刀具直径、长度以及确定工件零点坐标等需占用大量辅助工时,缩短这部分辅助工时对生产效率的提高具有重要意义。为此,我厂在引进辛辛那提公司四轴加工中心的同时,选购了雷尼绍(Ｒｅｎｉｓｈａｗ)公司的ＴＳ27Ｒ型刀具测头和ＭＰ12型主轴测头。刀具测头可快速测量刀具的长度和直径,并将测量值自动输入机床控制系统的刀具表中。主轴测头可准确测量工件表面位置坐标、外角和内角点位置坐标、圆柱中心线、两平行平面的中心面位置坐标,并建立工件零点与程序零点的对应关系。这两种测头操作简便,测量准确。但因两种测…     

虚拟齿轮测量中心测头系统可视化建模

通过对虚拟齿轮测量中心测头可视化实现方法进行研究,分析了测头信号的采集原理和测头结构,确定了测头的参数化结构模型。在VC++6.0基础上采用数据库检索和3DMAX建模方法,生成不同参数的3DS格式测头模型,并利用数据库检索调用测头模型文件,最终在虚拟齿轮测量中心加载显示实际效果图。     

超声相控阵探头声场特性仿真分析

与传统的超声波探头相比 ,超声相控阵探头可以实现电子控制下的声束平移、偏转与动态聚焦。本文针对无损检测中广泛被使用的超声线阵探头 ,建立其声场的数学模型 ,得出了超声线阵探头的方向图函数 ,在此基础上运用 Matlab软件对超声场进行了仿真计算 ,得出了相控阵超声探头声场在空间分布的特点。本文最后依据此模型 ,提出了改善超声相控阵探头声场的措施     

三坐标测量机测头系统动态特性研究

为了实现三坐标测量机的最佳动态测量精度,介绍了接触式测头的工作原理,研究了测头动态特性与测量机动态测量精度之间的复杂关系,提出了测头动态有效作用直径的概念。利用实验分析了测量机运动DCC参数对测头动态有效作用直径的影响,结果表明:测量机测头逼近距离对作用直径的影响远远大于触测速度和移动速度对作用直径的影响,而移动速度对作用直径的影响最小。     

The geometric dynamic errors of CMMs in fast scanning-probing

Quasi-stiffness model is effective for the compensation of the geometric errors of coordinates measuring machines (CMMs) in slow probing, but degrade the error compensation accuracy due to the generation of dynamic errors in fast probing. It is usually regarded that acceleration is the major origin of dynamic errors; and yet the dynamic effects that rise from the quick fluctuation of geometric errors in fast probing had attracted little attentions. This paper presents a model for the dynamic effects of the geometric errors of CMMs in fast probing, and investigates their properties with experiments. The error model is built with recursive least squares (RLS) identification technique by taking probing acceleration and the 6 geometric errors of X slideway for the inputs while the positioning error of probe tip for output. Then the positioning error of probe tip is decomposed into 7 components corresponding to the 7 inputs. Analyses on the experiments show that the angular errors around Y and Z axes, ε_Y(x) and ε_Z(x), can induce remarkable dynamic effects, especially in a CMM with low stiffness air bearing. Error compensation with RLS identification seems feasible theoretically, but it is not recommendable due to the veracity uncertainty of identification. Nevertheless smoothening the sharp corners of the curves of geometric errors, especially ε_Y ∼ x and ε_Z ∼ x, in terms of probing speed and Y coordinates of probe tip is considered as a simple but effective and reliable method to improve the accuracy of CMMs errors compensation in fast probing.     

5m大螺纹磨床丝杠临床动态测量机械探测系统研究及应用

本文论述5m大螺纹磨床长丝杠工件临床动态测量中如何解决机械探测系统的布局和设计。论述的临床动态检测法是一种成功的方法,不需用专门的5m长丝杠动态检测仪器。轻巧挠性探头能手携方便地装卸,利用红宝石圆柱探针及红宝石球探针能对滚珠丝杠及矩形、角度丝杠等进行测量,极为经济合算。本法为丝杠动态测量提供了前景广阔的新思路。     

5m大螺纹磨床丝杠临床动态测量机械探测系统研究及应用

本文论述5m大螺纹磨床长丝杠工件临床动态测量中如何解决机械探测系统的布局和设计。论述的临床动态检测法是一种成功的方法,不需用专门的5m长丝杠动态检测仪器。轻巧挠性探头能手携方便地装卸,利用红宝石圆柱探针及红宝石球探针能对滚珠丝杠及矩形、角度丝杠等进行测量,极为经济合算。本法为丝杠动态测量提供了前景广阔的新思路。     

Simple master artefact for CMM dynamic error identification

The proposition in this paper is a new method applying a simple master artefact for testing the dynamic performance of coordinate measuring machines (CMM). The principle of the method is presented and the method is used for identification and evaluation of dynamic error sources. The validity of the method is experimentally confirmed on a Zeiss ACCURA bridge coordinate measuring machine equipped with a Vast Gold active scanning probe, as well as Vast XXT passive scanning probe.     

Prediction of atomic force microscope probe dynamics through the receptance coupling method

The increased growth in the use of tip-based sensing, manipulations, and fabrication of devices in atomic force microscopy (AFM) necessitates the accurate prediction of the dynamic behavior of the AFM probe. The chip holder, to which the micro-sensing device is attached, and the rest of the AFM system can affect the overall dynamics of the probe. In order to consider these boundary effects, we propose a novel receptance coupling method to mathematically combine the dynamics of the AFM setup and probe, based on the equilibrium and compatibility conditions at the joint. Once the frequency response functions of displacement over force at the tool tip are obtained, the dynamic interaction forces between the tip and the sample in nanoscale can be determined by measuring the probe tip displacement.     

浮法玻璃气电测厚部件的研究与设计

文中针对浮法玻璃在线检测系统核心部分－－气电测厚部件进行研究。运用控制论方法,建立了气电测厚部件的动态数学模型。以系统性能达到最优为目标,分析提出并联校正方案,设计改进后的气电测厚部件,并总结出并联校正元件的设计准则。     

三坐标测量机动态误差的建模方法

为了提高三坐标测量机的测量速度,缩短测量周期,分析了影响给定的三坐标测量机动态误差的因素。对三坐标测量机的具体和了分析,用电感测微仪进行了动态偏转角的测量,并推导出由动态偏转误差得到测头处的动态位移误差的方法。同时,对由导轨的直线度造成的误差进行了讨论。指出动态误差主要是由各构件绕气浮导轨连接处的偏转和各运动构件本身的弯曲变形造成挫理论上可以证明,在气浮导轨力矩刚度和横梁弯曲刚度已知的情况下,只要