三坐标测量机测头的校正方法和误差分析

三坐标测量机的测头是坐标测量机的关键部件,主要用来触测工件表面。为确保测量机的测量精度和测量效率,现通过对三坐标测量机测量系统接触式测头结构特点的分析,并对测头校正时所产生的误差进行分析探讨,提出了测头直径有效的校正和使用方法,从而获得最佳的有效工作长度和测针刚性,提高了测量精度。     

基于PH10回转体的非接触测量系统建模与标定

提出一种由三坐标测量机,PH10回转体和激光三角测头组成的自由曲面非接触测量系统,为了将激光测头的测量值转换为测量机机器坐标系下的三维坐标值,建立了测量系统的几何模型,利用测头等效法对几何模型进行标定,求出其中的未知矩阵,利用迭代标定法消除了标定误差,使标定结果趋近于理想值。     

基于双环法回转体测量机在线温度误差补偿

为补偿回转体测量机的测量误差,深入分析测量机结构热变形误差的表现形式,在此基础上,建立热误差补偿数学模型。提出一种基于双环法的在线温度误差补偿技术,通过实物测量,实时获取参考基准的测量误差,通过计算得到测量架的平移和倾斜误差,对工件不同高度的外径和内径热误差进行实时补偿。实验结果表明:回转体测量机经过在线温度误差补偿后,测量的稳定性误差从110μm下降到7μm,显著提高了测量的稳定性。该方法可以满足回转体类零件对高可靠性和高精度测量的要求,提高回转体测量机在线测量精度和效益,为回转体测量机的在线温度误差补偿提供了一种新的技术途径。     

基于Pro/E 3D模型的圆柱凸轮廓面三坐标测量

计算机辅助设计/制造技术的发展,促进了零件曲面测量技术的发展,曲面测量的完成通常依靠三坐标测量机.本文结合对非等价铣削圆柱凸轮廓面误差分析的研究,从Pro/E 3D建模、三坐标测量机试件坐标系的建立、测头补偿等关键问题,基于Pro/E几何模型对圆柱凸轮廓面进行实际测量.     

形位误差数据采集与数据处理系统

在分析回转类零件采样特点的基础上，给出了圆度、圆柱度、轴线直线度及同轴度等形位误差的数学模型．介绍了微机控制下的形位误差数据采集与数据处理系统的功能、组成及软件设计方法．该系统的研制对丰富三坐标测量机形位误差测量软件具有重要参考价值，并为实现形位误差在线测量打下了基础．该系统已成功地应用于ＸＷＹ－Ⅰ型形位误差测量仪中     

基于改进遗传算法的三坐标测量机光学测头的标定

针对三坐标测量机上安装激光测头时机械调整误差大以及传统补偿算法鲁棒性差的缺点，提出了三坐标测量机非接触扫描测量时PH10回转体上光学测头安装姿势误差的补偿方法，建立了安装姿势误差的数学模型，通过对标准球球心的最小二乘拟合，给出了误差模型待标定参数的无约束最优化目标函数的惩罚函数形式，提出了一种改进的遗传算法，在并行组合模拟退火算法中采用了改进的多点交叉算子和自适应变异算子，同时使用了两次最优保存策略，通过仿真实验证明了算法求解的精确性．     

三坐标测量机零件位置自动识别系统的实现

被测量零件在三坐标测量机位置的自动识别是实现三坐标测量机智能化的关键技术。将CMOS相机与激光器通过夹具固定在三坐标测量机测座上,实现与接触式测头的多传感器集成系统;采用机器视觉方法获取被测量零件的视觉坐标;用Visual Basic 6.0应用程序开发工具对CAD模型接口问题做出了解决方案,实现了从CAD模型中自动提取检测特征与公差要求;根据零件三维信息的获取与图像处理,实现了零件在图像坐标系中位置和方向的自动识别;利用各坐标系之间的转换关系,实现了零件在三坐标测量机机器坐标系中位置和方向的自动识别功能。     

复合材料薄壁回转体零件锥度在机测量系统研究

复合材料薄壁回转体零件(例如套筒类零件)是航天工程中的大型重要零件,几何参数的在机测量技术是保证这一类零件加工精度的有效手段.研究了一种复合材料薄壁回转体零件锥度的在机测量方法,以高精度长度计和高速计数卡作为测量和采集设备,对加工后未拆卸工件的X和Z轴坐标及径向误差在机测量,提出了一种基于最小二乘法拟合与多母线均值的锥度计算方法;揭示了锥度误差产生的机理,并对锥度算法做了合理补偿.测量结果表明,在机测量的锥度值与三坐标测量机测量结果相比在允许误差范围内,充分验证了测量方法的可行性和有效性.     

线阵CCD在异形回转体轮廓尺寸测量中的应用

讨论利用线阵ＣＣＤ图象测量方法。配备Ｚ、Ｙ二维运动工作台及绕Ｚ轴回转数显工作台，地异形回转体三轮轮廓尺寸进行检测。用Ｍａｒｒ边缘检测算子对ＣＣＤ获得的原始灰度图像进行处理，采用最小二乘法完成曲线拟合，获得亚象元分辩率。对Φ２００ｍｍ异形回转体零件进行尺寸测量，测量系统精度达到μｍ级，并给出了试验结果。     

基于三维数模的零件三坐标精度检测

三坐标测量机能够实现零件尺寸的高精度检测,但一般情况下我们是使用三坐标测量机直接测量零件的尺寸,并与图纸作比对。介绍了基于三维数模的零件三坐标检测,详细说明了三维数模导入三坐标测量机、坐标系的对齐、工件坐标理论值与实际值的比较方法,并介绍了基于三维数模的零件三坐标检测的精度提高方法,以期为提高零件的精度检测提供部分技术支持。     

测量强反射表面的测头研究

针对金属表面强反射光影响光学非接触测量问题，基于视觉测量技术，利用金属表面反射光偏振特性以及三角法测头工作原理，设计了能测量金属强反射表面的测头，并分析了其结构参数．在已有的标定技术基础上，利用三坐标测量机，进一步研究了标定技术，在此基础上进行了实验研究，结果表明本系统具有很高的实用价值．     

Inspection of Complex Internal Surface Shape with Fiber-optic Sensor II: for Specular Tilted Surface Measurement

Complex surface shape measurement has been a focus topic in the CAD/CAM field. A popular method for measuring dimensional information is using a 3D coordinate measuring machine (CMM)with a touch trigger probe. The measurement set up with CMM, however, is a time consuming task and the accuracy of the measurement deteriorates as the speed of measurement increase. Non-contact measurement is favored since high speed measurement can be achieved and problems with vibration and friction can be eliminated. Although much research has been conducted in non-contact measurement using image capturing and processing schemes, accuracy is poor and measurement is limited. Some optical technologies developed provide a good accuracy but the dynamic range and versatility is very limited. A novel fiber-optic sensor used for the inspection of complex internal contours is presented in this paper, which is able to measure a surface shape in a non-contact manner with high accuracy and high speed, and is compact and flexible to be incorporated into a CMM. Modulation functions for tilted surface shape measurement, based on the Gaussian distribution of the emitting beam from single-mode fiber (SMF), were derived for specular reflection. The feasibility of the proposed measurement principle was verified by simulations.     

非接触光学测头在金属强反射表面测量中的应用

强反射表面的高精度金属件和光学件的表面轮廓测量，是形貌检测领域的一个难点．文中提出了一种用于逆向工程领域的自由曲面非接触测量系统，其由三坐标测量机和主动式双目视觉形貌测头组成．通过摄像机标定了视觉测头，利用光学偏振技术消除了金属表面强反射光对测量的干扰．对扫描路径进行了规划，并根据金属表面加工纹理方向，选择采样策略．通过对量块表面的测量，验证了使用非接触方法测量金属强反射表面的可行性．研制测头的精度达到了0．05mm．     

改进的RBFNN用于机器人三维表面 测量系统曲面重构

为克服三坐标测量机检测速度慢等缺点,提出机器人三维表面测量系统. 针对该系统设计了一种基于径向基神经网络(RBFNN)的简洁快速曲面重构方法. 该方法考虑到RBFNN选取的神经元函数为高斯函数,将机器人三维表面测量系统获得的点云数据投影到二维平面,然后将该二维平面平均分割,选取分割点为RBFNN神经元的中心,避免了模糊c-均值法选取中心需要迭代计算的缺点,并且重构的网络训练精度和测试精度均高于模糊c-均值法选取中心设计的网络精度. 利用该测量系统获得的实际点云数据验证了     

曲面的自动跟踪测量和密集数据采集

本文提出一种由微计算机控制的自动跟踪测量和密集数据采集系统。模拟量测头自动沿着任意未知被测表面运动，计算机实时地计算出接触点坐标。改变测头高度位置，可以得出一系列等高的轮廓点，从而建立几何形体测量数据库。此技术可应用在三坐标测量机上实现曲面测量自动化。 文中提出了跟踪测量原理和实验系统，最后给出测量实例和输出结果。     

四轴联动加工中心回转轴几何误差参数的辨识及测量

在三轴加工中心的21项几何误差参数测量和辨识基础上,借助激光双频干涉仪、高精度电动测微仪以及Renishaw公司的回转精度测量仪测定综合回转误差,并对其进行了具体分析和辨识,辨识结果表明,本方法解决了以前无法测量和分析辨识回转误差的难题,有一定理论和使用价值。     

集成测量系统中摄像机的标定方法

针对三坐标测量机(coordinate measure machine,CMM)与计算机视觉集成测量系统中摄像机的标定提出了一种简单、快速的标定方法.该方法把制作精度、定位精度高,运动范围广的CMM测头作为标定物,采用两步法对摄像机进行标定.标定过程中控制测头运动到指定位置,采集测头图像,用图像处理技术实现测头中心亚像素级定位,实现空间点和图像点的对应.标定方法简单,无需制作标定物,避免了标定物制作误差和角点定位误差的影响,可任意增加标定点的个数、指定标定点的位置.     

柔性再制造测量机器人建模

为解决缺损工件的再制造测量问题,用配备线结构光测头的6自由度工业机器人和旋转平台组成一个7自由度测量系统,利用齐次坐标变换理论建立测量系统的数学模型.通过定点变位姿法计算测头和机器人末端的坐标变换,利用高低球法确定旋转平台的旋转轴.实测结果验证了该模型的准确性.     

基于虚拟样机技术的VCMM构建与测量方法

从现代设计与制造的发展和特点出发,建立了二维四层的虚拟坐标测量机的体系结构,在此基础上结合三维建模系统,在ADAMS环境中构建了虚拟坐标测量机.同时就虚拟坐标测量机中的关键技术测头补偿问题,提出了具有独特结构的半球形测头测量及半径补偿方法,大大简化了测量和数据处理过程,为在虚拟坐标测量机上进行CAD模型形体表面的任意截形测量提供了一种快速、精确、方便的测量解决方案.     

计算机辅助投射条纹系统在三维形状测量中的应用

叙述了计算机辅助投射条纹系统在三维物体形状测量中的应用 ,提出了引入虚参考平面的方法 ,为形状测量的实用化创造了良好的环境。该系统采用计算机生成和视频投影仪投射条纹 ,为提高形状测量精度 ,引入了相移技术 ,从而使得测量过程快速、方便。为进一步提高精度 ,还采用了自动参数确定方法 ,即结合对已知尺寸物体进行的标定实验 ,在设定调整范围和步长的基础上根据测量结果对部分参数进行自动调整。文中还就其它提高精度的方法进行了研究 ,并例举了多个测量实例 ,误差小于 0 .5 % ,最后讨论了系统的应用途径。实验表明 ,该方法是一种可行的三维形状测量技术