基于光学坐标测量机的放大图测量

放大图测量是对零件进行几何量精密测量的重要手段。介绍了光学坐标测量机的背景、工作原理及应用,说明了光学坐标测量机具有系统组成灵活、测量精度高、工作空间大、自动化程度高等优点,重点对利用光学坐标测量机实现放大图测量进行了讨论。结论是光学坐标测量机在放大图测量方面有着巨大的应用前景。     

逆向工程中基于线结构光视觉传感器的光学坐标测量系统研究

研究了将线结构光学视传感器作为三坐标测量机的光学测头,开发非接触式光学测量系统及其在逆向工程中应用的有关技术问题,主要内容包括线结构光视觉传感器与ＣＭＭ集成测量模型的建立与标定技术,测量视角的规划技术,多视角测量数据的配准与拼接技术等。实验结果与本文开发的光学坐标测量系统是有效的。     

基于蓝牙技术的光学测量机无线靶标控制

介绍一种利用蓝牙无线通信方式解决光学坐标测量机靶标控制的方法。该方法利用蓝牙内嵌式模块以及蓝牙USB适配器互相配合，实现在计算机与光学坐标测量机靶标之间的无线通信，解决了光学坐标测量机在线测量及现场抗干扰问题。并且这种方法不需要开发蓝牙底层协议，应用起来方便快捷，也可广泛应用在其他无线串行通信方面。     

关节式坐标测量机测量原理特点及应用理论分析

关节式坐标测量机是一种串联关节结构系统,具有测量空间开阔、操作简便、携带方便、对使用环境要求不高、适于现场测量和在线测量等优点。但由于其机构原理特点及精度控制存在不足,其目前最高测量精度也达不到通用直角三坐标测量机的精度水平。从关节式坐标测量机测量原理、误差减少与控制等几方面进行分析,提出测量机精度提高的若干途径和措施。     

一种新颖的大型工件特征点空间坐标视觉测量方法

本文在基于大型坐标测量机的基础上,提出一种新颖的空间坐标视觉测量方法,详细叙述了总体设计方案,测量原理以及技术关键所在。     

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…     

关节式坐标测量机关节轴晃动导致测量误差的分析及建模

针对关节式坐标测量机测量精度不易保证的问题,在讨论导致关节式坐标测量机测量误差的各种原因的基础上,对关节晃动导致的测量误差进行了定量分析,建立了测头的测量运动方程和因关节晃动引起的测量误差的数学模型。     

空间点的立体视觉传感器标定方法

给出了一种基于随机空间点的立体视觉传感器高精度标定方法.该方法无需求解单个摄像机的内外参数,而是将立体视觉传感器透视变换矩阵中的元素作为未知量,当已知一组由高精度三坐标测量机提供的三维空间点坐标及其对应的图像点坐标时,即可利用奇异值分解法求解出各未知量的最小二乘解,从而避免了使用各类标定模板时由于加工和测量误差引入的标定误差.最后用标定过的立体视觉传感器对一组随机空间点进行三维坐标测量,与坐标测量机给出值进行比较表明,在误差最大的X轴方向,测量误差＜0.05 mm,在Y轴和Z轴方向,测量误差＜0.01 mm,证明了该方法的有效性.     

柔性关节式坐标测量机的误差源分析与建模

近30年来研究发展了可用于多种制造业的各种几何形体参数测量的柔性关节式坐标测量机,它具有灵活、轻便、价格较低等优点,适宜于现场使用,但限制其应用的关键就是其测量精度问题,本文首先建立测量机的测量模型,然后对影响测量机精度的误差源进行分析,建立更有效的误差模型。通过求出误差模型中各个参数并进行修正补偿后,大大提高测量机的精度,并分析了测量机存在最佳测量区域的问题。     

关节臂式坐标测量机测量力误差分析及补偿

针对接触测量力对关节臂式坐标测量机(AACMM)测量精度的影响展开研究。对测量力引起的长度测量误差进行理论和实验分析,得到测头与被测件的局部变形、测杆的弯曲变形是影响关节臂式坐标测量机测头精度的主要因素。建立了关节臂式坐标测量机测头与被测件的局部变形、测杆的弯曲变形的数学模型,并对测量结果进行了测量力误差补偿。实验结果研究表明,测量力引起的误差对接触式关节臂式坐标测量机测量精度影响很大。通过本研究成果,可在很大程度上补偿测量力引起的误差:平均长度测量误差降低82%左右,最大误差降低约47μm,有效地提高了关节臂式坐标测量机的测量精度。     

虚拟坐标测量机构成和实现方法

三坐标测量机以精密机械为基础,综合应用了光学、电子、计算机等先进技术,使其成为一种先进精密的测试仪器。本文简要地介绍了传统三坐标测量机发展的现状,结合虚拟现实技术,提出了三坐标测量机的一个新的发展方向--虚拟坐标测量机(VCMM),同时阐述了虚拟坐标测量机的概念、组成和实现方法,并说明了活动桥式虚拟坐标测量机的运行环境。     

柔性坐标测量机的温度数据采集系统的研制

本文介绍了柔性坐标测量机的发展现状。以及温度对柔性坐标测量机测量精度的影响。详细阐述了一种测量机多温度传感器数据采集系统的研制方法。其中,系统各个温度传感器与单片机组成智能单元,单片机完成各个温度量的数据采集并传给上位机。实验表明。该测量系统能很好的完成数据采集的任务。     

基于复合标定和极限学习机的关节臂式坐标测量机残差建模及补偿

运动学标定是提高关节臂式坐标测量机精度的主要方法，但运动学标定后的残余误差对其测量精度和稳定性仍有很大影响。本文提出一种基于复合标定和极限学习机的关节臂式坐标测量机残差建模及补偿方法，以提高关节臂式坐标测量机的测量精度。首先，在关节臂式坐标测量机运动学建模和误差建模的基础上，建立了运动学参数辨识模型，并依次进行角度参数辨识、长度参数辨识和长度参数等比例缩放的复合辨识，完成了七自由度关节臂式坐标测量机的运动学标定。其次，通过对标定后残余误差图谱的分析，发现残余误差与测量构型有关联，进而构建了以测量摆角、仰角、距离和转角为变量的测量构型。由于测量构型变量与残余误差存在强非线性关系，提出一种基于极限学习机的残余误差预测和补偿方法。通过实验对本文所提模型及方法的有效性进行验证，结果表明：进行残差修正后关节臂式坐标测量机的单点测量误差最大值由0.061 mm下降到0.044 mm，误差均值由0.023 mm下降到0.017 mm，误差标准差由0.011mm下降到0.007 mm；长度测量误差最大值由0.137 mm下降到0.074 mm，误差均值由0.033 mm下降到0.021 mm、误差标准...     

基于粒子群算法的6-DOF并联坐标测量机测量建模

为了求解6-DOF并联坐标测量机的位置正解（测量模型）,克服数值解法求解并联机构位置正解时解的精度易受初值的影响,建立了无约束的优化模型,并使用粒子群算法对此模型进行优化。依据并联机构的位置反解模型,给出求解6-DOF并联坐标测量机位置正解的无约束优化模型,并应用粒子群算法对该优化问题进行求解,由此可将复杂的并联坐标测量机测量建模问题转换为优化问题,从而求得位置正解。仿真结果表明：80个粒子大约经过55次的迭代运算后,收敛精度可达到0.5μm,平均运行时间约为3s。粒子群算法应用于并联坐标测量机测量建模与求解,可获得较高的计算速度和计算精度。     

用蚁群算法求解关节式坐标测量机的最佳测量区

本文提出了一种求解最佳测量区的方法,以进一步提高关节式坐标测量机的测量精度。首先,根据关节式坐标测量机的测量模型,建立了基于圆编码器测角误差的关节式坐标测量机误差模型。利用蒙特卡洛理论得到6个关节转角的随机数,采用数值法仿真分析测量机的测量空间。然后将包含测量空间的一立方体区域等间隔切割成343个小立方体区域,采用蚁群算法确定每个小区域由于圆编码器误差所引起的最大测量误差。最后,通过比较找到其中最大测量误差最小的区域,即为最佳测量区。研究结果表明,对于所研究的关节式坐标测量机,各个小区域的最大误差为0.069 9~0.189 6mm,其中最小值为0.069 9mm的区域为-100mm≤x≤100mm,-100mm≤y≤100mm,400mm≤z≤600mm。采用本文方法确定的最佳测量区在测量空间内为一个立方体区域,故在最佳测量区进行较高精度的测量具有实用性和可操作性。     

坐标测量机精度及其评定方法研究

本文分析了ISO10360－2坐标测量机性能评定标准，并对一些影响坐标测量精度的因素作了分析，给出了一些单项测试结果和两种测量机的部分测试结果。     

并联六坐标测量机测量模型的研究

建立和求解并联坐标测量机的测量模型是并联机构位置分析的正解问题，是其工作空间、控制算法和测量精度等研究的基础，为降低建立和求解测量模型的难度，设计了演化Stewart平台型的并联六坐标测量机，介绍了其特点，建立了推导测量模型的坐标系，按空间并联机构理论，采用等效机构法获得了测量模型的解析解，利用Matlab语言编制程序求解测量模型，得到了不同初始条件下测量模型的数值解，通过位置反解检验仿真结果，证明了测量模型的正确性。     

坐标测量机CAI系统中测量路径设计

介绍了一种在坐标测量机CAI系统中确定机械零件表面上测量点和测量路径自动生成的方法，该方法提高了测量的自动化，有利于测量、设计和制造过程的相集成。     

整体叶盘加工原位测量系统的研制（英文）

针对五轴数控机床加工现场狭长空间的限制以及整体叶盘原位测量的需求,研制了一种悬臂式坐标测量机。设计并优化了密珠轴系的结构,分析了影响测量机测量精度的各项因素,并通过实验对测量机的测量精度进行了验证。结果显示,所设计的测量机结构能够满足测量指标的要求,可在机床加工原位对整体叶盘加工质量进行检测。所研制的测量机对于提高整体叶盘加工质量及发展大飞机生产都具有重要意义。     

基于便携式坐标测量机的大齿轮测量方法

针对目前便携式坐标测量机测量大齿轮的采样策略和评定算法存在的不足,设计了两种特殊的辅助标尺一渐开线标尺及螺旋线标尺.利用设计的两种标尺在大齿轮齿面上对齿廓及螺旋线的测量点进行标注,开展了齿轮的在位重复性测量的实验研究.利用关节臂坐标测量机及激光跟踪仪测量系统在德国计量研究院研制的1 m外径齿轮样板上开展了测量实验,采用INVOLUTE Pro对采样数据点进行评定,给出了测量结果及测量不确定度.测量实验表明,基于新的齿轮测量方法,关节臂坐标测量机比激光跟踪仪测量系统测量结果更为精确,测试结果与标定值最大相差8.16 μm.实验结果验证了提出方法的有效性,为便携式坐标测量机在大齿轮测量领域的应用提供了依据.