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。     

虚拟坐标测量机的体系结构及功能模型

从现代制造技术的发展和特点出发,分析了当今坐标测量设计和使用中存在的一些问题,提出了发展虚拟坐标测量机的必要性。文章给出了虚拟坐标测量机的定义,并描述了其主要特征,揭示了其作为在计算机环境下构造的用坐标测量机快速设计和运行过程三维仿真的现代工程软件的内涵。     

RTK测量若干问题探析

RTK测量是目前应用最广泛的GNSS测量模式。分析研究了RTK测量的坐标转换、基准站的架设点选择、基准站已知坐标的输入等问题。此研究对RTK测量工作具有一定的参考和指导作用。     

CMM测量正交面齿轮的误差理论分析

基于面齿轮啮合理论和面齿轮坐标转换关系建立了面齿轮齿面数学模型,分析了面齿轮齿面上任一点的法线向量;基于该模型研究了在采用坐标测量机测量面齿轮齿面误差时由于测量坐标系和面齿轮设计坐标系不重合造成的误差,同时分析了坐标测量机测头直径对测量误差的影响;提出了误差补偿公式,为面齿轮的坐标测量奠定了理论基础.     

一种工业机器人柔性在线坐标测量系统

结合白车身焊装过程尺寸监控的实际需要,设计了一种基于机器人和视觉测量的在线坐标测量系统,提出利用机器人运动学模型计算坐标后进行坐标平移修正的方法,有效消除运动学模型与参数误差,充分利用机器人较高的重复定位能力,提高了测量系统精度,并且测量系统具有较高柔性,可以测量空间任意点,快速计算修正值,保证被测点的坐标精度,全面满足柔性生产线的测量需要。与三坐标测量机的比对实验证明,本系统99%测量点的测量误差小于0.4mm。     

基于虚拟现实的坐标测量机动态图形建模方法

近几年发展起来的虚拟制造技术成为设计制造领域研究的热点,它对制造过程中的设计、加工、测量、装配和检验等提出了新的要求。由于坐标测量机是制造系统的重要组成部分,为了满足虚拟制造系统的要求,说明了虚拟现实环境中坐标测量机动态图形建模与仿真的必要性,并介绍了利用三维图形开发语言ＯｐｅｎＧＬ进行几何建模与现有其它几何建模方法的统一性和差别,以及用Ｏｐｅｎ在虚拟环境中进行坐标测量机动态图形建模的方法和过程,     

新型4-UPS-UPU并联坐标测量机刚柔耦合动力学性态

介绍了一种新型4-UPS-UPU五自由度并联坐标测量机机构,该测量机机构定平台通过4个结构完全相同的驱动分支UPS(虎克铰-移动副-球副)以及另一个驱动分支UPU(虎克铰-移动副-虎克铰)与动平台相连接。协同利用CAD、CAE和可视化虚拟样机技术,完成对4-UPS-UPU并联坐标测量机的刚柔耦合动力学性态研究。在SolidWorks中建立该测量机三维实体模型,在ANSYS中对测量机实体模型中的驱动杆件进行柔性化处理,最终在ADAMS中建立了测量机刚柔耦合虚拟样机。对该测量机运动输出响应、驱动杆动应力和固有频率等动力学性态进行了仿真分析。仿真结果表明:驱动杆件的弹性变形对测量机的动力学性能具有重要影响,该刚柔耦合虚拟样机能正确地反映测量机的动力学性态。     

坐标测量新技术及发展趋势

综述了国内外坐标测量技术的研究成果,介绍了坐标测量机在数据采集、数据处理、仪器校准与误差补偿等几方面的新技术,并就其发展趋势作了简要评述．     

坐标测量机无线操纵盒设计

为使测量操作方便快捷,提出一种基于ARM和蓝牙的坐标测量机无线操纵盒的设计方案.设计了基于嵌入式Windows CE操作系统的触摸屏按键模块、操纵杆及速度控制模块,结合蓝牙模块共同实现了控制命令及测量数据的无线传输.操纵盒具有测量数据显示功能,可以实时显示测点坐标、测点数量及测量特征信息.操纵盒能够准确传输控制命令及测量信息,无数据丢失现象.该操纵盒已应用于基于免形状测量原理的复杂形状测量仪.     

并联六坐标测量机的测量空间模型和测量模型

为深入研究并联坐标测量机的工作空间、控制算法和测量精度等，必须对其进行机构位置分析，建立和求解测量空间模型和测量模型是位置分析基本任务，是一项核心技术，为降低测量模型建立和求解的难度，设计了演化Stewart型的并联六坐标测量机，介绍了其特点，建立了所设计并联六坐标测量机位置分析的坐标系，采用矢量分析法和等效机构法，分别获得了测量空间模型和测量模型，利用Matlab语言编制程序，得到了不同初始条件下两种模型的数值解，通过计算机仿真验证了两种模型的正确性。测量空间模型和测量模型的研究为并联六坐标测量机的性能分析提供了依据。     

高速扫描CMM的几何动态误差

利用有限元软件研究了CMM在快速探测时导轨几何误差的动态模型。研究表明,X导轨的绕y和z方向的角误差εy（x）与εz（z）能产生显著的动态效应。它们的动态误差造成CMM,尤其是低刚度CMM中对应测端静态分量大的改变。由此,提出一个能提高CMM快速探测时误差补偿精度的简单方法,即根据探测速度及y坐标值对几何误差曲线进行平滑化。     

并联六坐标测量机的误差模型和误差补偿

为了探讨并联坐标测量机的机构原始误差和测量过程误差引起测量结果的偏差,在并联六坐标测量机的位置分析基础上,依据矩阵全微分理论,提出了机构原始误差与测头的位置和姿态误差模型。研究了机构参数误差变化对测头的位置和姿态误差的影响,明确了减小测头误差的主要途径是提高测量机零部件的机械加工和装配精确度,严格控制角度误差,给出了在机构参数存在误差的情况下,采用误差直接补偿法修正测头位置和姿态的方法,仿真验证表明,采用软件误差直接补偿法,可以明显提高测量准确度。     

三维扫描测头的标定方法

为降低三维扫描测头中标定方法对测量系统定位精度的要求,提出了一种三维扫描测头标定方法,设计了一种最小二乘迭代算法及迭代数据筛选算法,实现了三维扫描测头高精度高效率的标定.为验证该三维扫描测头标定方法的稳定性与精度,设计若干组标定仿真实验,测试各类误差对于三维扫描测头标定结果的影响.结果表明:该三维扫描测头标定方法对于三维扫描测头标定过程中定位精度没有要求,对于测量机误差及扫描测头探测误差不敏感,三维扫描测头坐标系单位向量精度达0.000 01,完全满足三维扫描测头标定要求.     

回转类零件形位误差综合测量技术的研究

在机械制造业中,回转类零件占有很大比重,而这些零件的形位误差对其质量及使用性能具有相当重要的影响.目前,对形位误差的测量常采用三坐标测量机、圆度仪以及形状测量仪等.这些仪器有的价格昂贵,有的测量项目单一.本文分析了回转类零件形位误差的特点,提出了一种回转类零件形位误差综合测量方法.     

非球面并联仿形磨床的靠模原理与误差分析

本文介绍了并联仿形法加工光学非球面的靠模原理,并提出了一种加工测量一体化的非球面磨床的总体结构.运用齐次坐标转换法,对磨床的误差传动链进行了详细分析,建立了误差方程.结合实际,若线误差取0.2μm,角误差取0.2,″则最后的加工精度,按概率法合成可达1.65μm量级,具有实用价值.     

正交面齿轮数控磨削齿面误差修正研究

首先,基于面齿轮的啮合原理和数控磨削展成坐标系之间的变换关系,建立了面齿轮的齿面数学模型,并对面齿轮齿面进行5×9网格划分和节点坐标理论值计算;然后,采用三坐标测量机测出了磨削齿面节点的坐标测量值,通过对齿面误差的分析和分解,得到了齿面网格节点处的齿面偏差值;最后,建立了齿面误差的识别方程,并提出采用序列二次规划方法,对机床加工参数进行优化求解,从而完成了对面齿轮齿面误差的修正。齿面误差修正结果表明,齿面工作区域部分的齿面误差总体趋于平稳,即修正后的齿面误差得到了明显的改善,但是靠近齿面的过渡区域还需要进一步完善。     

基于CAD模型的自由曲面检测方法

针对自由曲面的设计和加工特点，提出了采用点接触式三坐标测量机对自由曲面进行检测时，数学模型的建立方法，指出检测点数量的确定不仅与加工设备的精度和检测的置信度有关，而且还与自由曲面的面积大小有关，检测点的分布则应综合考虑曲面的曲率变化情况和曲面形状对测量网格的制约关系。由于非均匀有理B样条方法表达曲面的独特性，对复杂自由曲面应采取分片测量和评价的方法，同时在几何量测量中采用优化搜索的方法确定最小不合格区域，便于后续的分析和处理。     

三坐标测量机气浮导轨引起的动态误差

为了分析弱刚度气浮导轨对测量机动态测量误差的影响,根据三坐标测量机气浮导轨分布情况和摩擦力特点,应用动力学知识对气浮导轨弱刚度和单边驱动引起的动态测量误差的传递路径、影响因素、表现形式进行系统的研究,推导了单边驱动引起的气浮导轨振动变形振幅的理论计算公式.分析结果表明,振动的主要激励是驱动力与惯性力形成的力偶,振幅大小与驱动加速度波动相关.应用谱分析方法对数据进行处理,验证了理论分析结果,气浮导轨振动引起的动态测量误差是测量机误差的主要成分之一,各误差分量相关性较强,测量机存在最佳测量速度.