一种关节式坐标测量机的建模及其标定

为了研究7轴关节式坐标测量机的测量模型及其标定技术,根据DH模型(Denavit-Hartenberg notation)对7轴关节式坐标测量机进行了建模,并对参数个数和含义进行了深入研究.通过仿真发现7轴关节式坐标测量机直接标定时不能有效辨识某些参数的特殊问题.为解决该问题,设计了弯杆测头对测量机的整机参数进行标定.最后,将测量机测头换回直杆测头进行测头校准,获得更换测头后的测头参数.实验表明该方法能够有效地辨识出测量机整机的参数,能有效保证测量机的精度,这也证明了给出的测量模型的正确性.     

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.     

非正交坐标测量机下REVO测头参数及误差标定

针对基于正交式坐标测量机设计和应用的REVO五轴测量系统,在非正交式坐标测量机下应用不能实现自标定的问题,基于对称和反转原理,提出了测头参数和误差项的一系列单项标定方法,通过测量机单轴小范围辅助运动测量量块,实现了非正交坐标测量机下REVO测头的参数和误差标定,避免了大范围运动测量机主轴所产生的运动误差给标定结果带来的影响.通过实验验证了所提出标定方法的精确性和有效性,经过标定和误差补偿后,平均测量误差从18.1μm降低到了0.8μm.实验结果表明:所提出的方法操作简便,精确度高,具有很好的溯源性.     

回转曲面测量技术

针对回转体曲面，提出了一种利用三坐标测量机和回转工件台，在工件连续转动过程中，让测头沿母线运动，在圆柱坐标系中进行测量的方法．该方法具有测头的运动简单、安全、可靠性高、效率高等优点．论述了其工作原理、圆柱坐标的提取以及一些关键技术，包括测头系统的作用半径标定、转台回转轴线位置确定、被测零件的自动定心技术等．研制了由三坐标测量机、回转工件台、测头回转体和非接触激光三角法测头组成的实验系统，对易碎石膏零件进行测量，精度可以达到0．02mm．     

弯管传感器弯径比的三坐标测量方法

对ZWL型智能弯管流量计中弯管传感器弯径比测量方法地不断探索,提出了用三坐标测量机对弯管传感器进行测量的三坐标测量方法。通过建立求解弯径比的数学模型,三坐标测量机测取三维坐标点和用MATLAB软件编写弯径比的计算软件,完成了对弯径比的计算。此方法是将测头直接伸入管内的接触式测量,能直接反映弯管的形状特征,测量结果具有较高的精度,且操作方便,具有通用性。     

被测表面特征对激光测头特性的影响

提出了基于坐标测量机,激光三角法测头,测头回转体的自由曲面非接触扫描测量方法,其中激光测头的输出值受被测表面的粗糙度,曲率以及颜色等特征的影响,存在相应的误差,为了减少这些误差,对其影响规律进行了实验研究,结果表明,表明粗糙度值太低,测头不能完成测量,原因是表面存在较强的镜面反射光,曲率越大,测量误差越大,因为光斑区域内的表面平均高度变化加大,颜色越深,测量误差越大,因为漫反射光信号过弱所致。     

平行双关节坐标测量机圆光栅测角误差补偿技术

该文探讨了一种三自由度(DOF)平行双关节坐标测量机的测量原理和测量模型。分析了该测量机上的圆光栅测角误差对测量机测量精度的影响,给出了测角误差的补偿公式,利用该公式优化了测量机的测量模型。采用标准多面棱体和光电自准直仪对2个圆光栅的测角误差进行实验检定,并对测角误差修正前后的平行双关节坐标测量机测量精度进行了实验比对。结果表明,测量的极限偏差由0.033 mm降至0.015 mm,而标准差由0.0141 mm降为0.0061 mm,说明修正2个圆光栅的测角误差可大幅提高该测量机的测量精度。     

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。     

齐次坐标变换的测量机误差修正模型

为提高结晶器坐标测量机的测量精度,运用齐次坐标变换矩阵,建立测量机测头中心相对于底座参考坐标系的测量模型,并进行误差修正。实验结果表明,该测量模型可以综合修正21项几何误差,使测量机测量精度提高30%~40%。该研究以误差补偿来提高测量精度,使测量精度由注重零部件的制造转向系统稳定性的高精度检测。     

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．     

快速检测三坐标测量机垂直度误差的新方法

根据三坐标测量机空间误差与几何误差关系，使用Renishaw检查规，通过测量xy、yz和xz平面内特定圆周上各点的空间误差，可快速获得垂直度误差．使用该方法可快速、准确和方便地检测三坐标测量机垂直度误差，在安装和调试大量程三坐标测量机时，可快速检测，根据检测结果及时调整，方便快捷．     

高速扫描三坐标测量机动态误差模型

用三坐标测量机进行高速扫描测量时,由于机体的振动全产生较大的动态误差。本文研究了扫描三坐标机在高速运动中的动态特性。找出了产生动态误差的根源。文中根据过程辩识原理,将三坐标测量机看作线性动力系统,用实验方法建立了动态误差的ＡＲＭＡ模型,并将Ｋａｌｍａｎ滤波器应用于模型之中,消除了测量噪声对参数辨识的影响,提高系统辨识的的精度。最后对一台移动知式三坐标测量机成功地进行了动态误差补偿,减小动态误差６０     

关于三坐标测量策略的探讨

基于过程控制的思想并依据有关测量标准和实践经验,分析了影响三坐标测量机测量结果的因素,探讨了三坐标测量机具体的测量策略.操作者具备足够的操作技能,注意选择标定合格的测量机和测量环境,尤其是要采取正确的测量策略,相应地就能获得高质量的测量数据.     

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。     

坐标测量机的点位误差测量和一种简便的精度检定方法

三坐标测量机机器精度的标示和检定,一直是一个比较困难的问题。本文通过对影响测量机机器精度的误差因素及其影响作用的讨论,提出应以空间点位误差来标示测量机的精度,并提出了空间点位误差的测量方法。作者按照此法,用平尺和量块构成“L”型检具,方便地实现了一台中等尺寸的生产型测量机的机器精度的检定。结果表明,此法是经济有效的,特别适合于大型测量机的精度评定。     

柔性三坐标测量臂的标定技术研究

给出了一种柔性三坐标测量臂的机械结构、测量方程以及测量误差线性模型，依据高精度正交三坐标测量机提供的标准，运用最小二乘参数辨识法对测量臂进行标定，并较好地解决了测量臂基准坐标系与高精度正交三坐标测量机的坐标系不能完全重合的问题．给出了标定实验结果，并对结果进行了检验．由于所研制的测量臂采用了比较稳定的机械结构以及输出比较稳定的角度编码器，因此标定效果比较明显．比较标定前后的结果，所使用的标定模型能使测量臂的测量精度提高约20倍，具有较好的标定效果及实用性。     

CMM/CAD集成系统中IGES后处理器的开发

介绍了IGES文件结构，探讨了用IGES文件作为数据交换文件开发IGES后处理器，实现CMM（三坐标测量机）与CAD集成，从而使三坐标测量机智能化，说明了将IGES文件中目录各目段和参数数据段结合起来，对不同实体类型进行不同的处理，同时对组合实体和结构实体做出特殊处理的提取零件信息的方法，详细讨论了从IGES文件中提取信息和构成适用于三坐标测量机系统的输入数据的处理过程。     

坐标测量机的空间误差检测及误差修正

如何简单、迅速地获取坐标测量机的机构误差,并对其进行软件修正,是近年来国内外学者研究的一个重要课题。本文研究了三坐标测量机的误差修正理论及用三维检具检测测量机误差的方法,提出了空间球检具晶格移位法误差检测原理和多项式拟合的误差函数获得方法,并将其应用于一台中型的坐标测量机的误差修正中,收到了满意的效果。     

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．