利用激光位移传感器高精度测量圆柱齿轮齿距方法

为了提高圆柱齿轮的加工生产质量，提出利用激光位移传感器进行高精度测量圆柱齿轮齿距的方法。采用激光位移传感器进行圆柱齿轮进行齿轮齿距图像采集，结合摄像机与激光器的相对方位获取其三维坐标，构建圆柱齿轮齿距的世界坐标系，利用线结构光视觉技术实现对圆柱齿轮的测量轴直径求解，根据发射的激光形状分析圆柱齿轮光条图像的特征点，通过编码技术对光条进行跟踪，检测光条特征点并计算侧头相对于齿轮轴心线的最大变动量，根据圆柱齿轮表面的光栅图实现高精度测量。测试结果表明，该方法进行圆柱齿轮齿距测量的偏差较低，精度较好，能够实现对圆柱齿轮齿距的非接触式高精度测量。     

4束激光干涉测量法

日本国家计量研究室研制成功显微镜三维坐标测量用的4束激光干涉测量仪,本文阐述了仪器的工作原理、三维坐标的计算方法和实验结果。 采用4束干涉仪可以精确地测量装在载物台上角反射镜角点的位置,只用4束干涉仪     

如何改善滚齿加工中的齿面质量

齿轮的齿面质量,是影响齿轮精度的一项不可忽视的因素。本文对滚齿加工中引起齿面缺陷的原因进行了分析,并提出了改善措施。     

基于激光偏置的齿轮精密测量

在进行齿轮激光测量时,激光束所在的空间直线通常穿过齿轮中心,测量值为激光位移传感器至齿轮渐开线齿面的空间距离。但激光束与被测齿面法矢量的夹角过大,影响测量的精度和数据的稳定性。因此,提出一种激光偏置的齿轮精密测量,使激光束相对齿轮轴线偏置一段距离,激光束与齿面测量点法矢量夹角减小,有效提高激光测量精度与稳定性。计算出了最佳的偏置量范围,通过检测齿轮齿形分析了齿轮的齿距偏差和螺旋线偏差。利用理论推算与实验验证的方法,得出该种测量方法测量精度可达到1μm,测量数据波动小,适用于齿轮高精度测量。     

飞秒激光精修面齿轮工艺参数的多目标优化

基于面齿轮传统机械加工精度欠佳的局限性,最后工序采取飞秒激光对面齿轮进行精修加工,在满足面齿轮烧蚀深度和齿面粗糙度约束的前提下,建立了以飞秒激光精修效率和表面质量为目标函数的多目标优化数学模型。利用内点罚函数并行以gamultiobj函数为基础的改进遗传算法求解优化模型,得到两组较优的飞秒激光加工面齿轮参数方案,与参数优化后的激光实验结果相对比,最大相对误差均在合理范围内,证明了优化的合理性,提供一定的理论指导在实际生产领域对飞秒激光精修面齿轮的运用。     

基于Pro/E的锥齿轮参数化建模及加工仿真

运用Pro/Engineer三维造型软件建立圆锥齿轮的三维模型,并对其进行参数化,实现不同参数圆锥齿轮模型的自动生成,并利用PowerMill数控加工软件对其进行仿真加工,有效地提高了工作效率,缩短了产品开发周期。     

三维激光雷达在火炮偏离角测量中的应用

针对目前国家军用标准(GJB)方法对火炮炮膛轴线偏离射面的偏离角度测量方法中存在的精度低、效率低、工作人员多、结构分散等问题,提出了一种新型火炮偏离角度的测量方法。方法基于三维(3D)激光雷达空间点三维坐标测量原理,采用火炮身管粘贴标准靶球,通过测量标准靶球空间点的球坐标解算出调炮前后两条空间直线方程,并经空间向量投影,转换为在投影面上进行直线方程的求解,进而求得火炮偏离角,并用微分法进行测量精度分析及计算。分析了该方法的原理、测量过程并与现行GJB方法进行比较,实验数据表明使用该方法对火炮偏离角进行测量的效率和精度都有明显提高。     

火炮偏离角测量数字化系统

提出了一种用于火炮炮膛轴线偏离射面的角度测量的数字化测试系统,该系统基于激光跟踪仪空间点坐标测量原理,通过对火炮身管指定点三维坐标的测量,结算出调炮前后空间直线方程,从而计算出火炮偏离角,并针对目前GJB方法对火炮炮膛轴线偏离射面的偏离角度测量方法中存在的精度不高、效率低、工作人员多、结构分散等问题进行了分析。与现行GJB方法进行测量实验比较,实验数据表明使用该方法对火炮偏离角进行测量,效率和精度都有明显提高。     

面向直线顶管机的双屏视觉标靶标定方法与精度评价

针对双屏视觉标靶前、后感光成像屏位姿关系难以标定的问题,提出一种基于坐标点云的感光成像屏位姿标定方法。该方法分别将前、后感光成像屏划分为n行n列的网格阵列,通过全站仪测量感光成像屏上每个网格角点的空间三维坐标,并利用工业相机实时获取感光成像屏上每个网格角点的图像二维坐标,结合图像二维坐标和空间三维坐标获得2D-3D映射关系,从而得到坐标点云数据。根据三公共点坐标系转换算法将坐标点云数据中的三维坐标统一到标靶坐标系下,进而确定相机与前、后感光成像屏的位姿关系,再通过网格索引方法对前、后感光成像屏的位姿关系进行求解。为评价标靶位姿测量精度,设计了静态测量重复性精度评定实验和绝对测量精度评定实验。实验结果表明:该标定方法的坐标静态测量重复性精度为0.13 mm、绝对测量精度为0.93 mm;方位角静态测量重复性精度优于0.01°、绝对测量精度优于0.05°。因此,该标定方法可以实现两个空间平面位姿关系的精确标定,且具有操作简便、精度高等特点,可用于双屏视觉标靶的标定。     

机械加工、工具与机床

0611640 螺旋伞齿轮齿面上指定点处压力角及螺旋角的计算 [刊,中]／黎汉杰／／淮海工学院学报(自然科学版)．- 2005,14(4)．-12-14(L) 在螺旋伞齿轮加工中,为了得到理想的啮合质量, 往往需要预先设定齿轮副接触斑点的位置。就在大化     

基于双目视觉的医疗机器人摆位系统测量方法

为了实现精确放疗过程中精确定位和肿瘤位置的精确测量,建立了基于双目视觉的医疗机器人摆位测量系统,并对系统所采用的摄像机标定方法、标记点识别及其三维坐标计算、摆位系统的位置验证等算法进行研究。建立基于双目视觉的医疗机器人摆位测量系统;提出了一种对摄像机采用基于平面棋盘格和立体标定模板相结合的摄像机标定新方法;采用Roberts梯度算子对图像分割的方法,识别标记点中心并计算其三维坐标;通过比较基于双目视觉计算和三维坐标测量仪器测量的各个标记点三维坐标的摆位误差,实现放疗过程中位置验证和精确摆位。实验结果表明:摄像机的标定精度为36.5×10-3 mm和各个标记点的三维坐标平均偏差为δX=0.573mm、δY=0.495mm、δZ=0.430mm,测量方法可获得较高的标定精度和摆位精度,能满足精确放疗对高精度摆位系统的临床需求。     

关于变位圆柱齿轮公法线长度及其偏差的计算问题

一、引言在齿轮加工中,圆柱齿轮的齿厚可以利用测量公法线长度、分度圆弦齿厚、固定弦齿厚和圆棒跨距等方法来进行控制。其中,测量公法线长度这种方法由于具有简便、测量精度较高、量具卡爪磨损较小等优点而得到了广泛的应用。对于各种圆柱齿轮的跨测齿数和相应的公法线长度,有关资料提供了多种计算方法。但在变位圆柱齿轮的计算方面,有些书和手册上存在这样的问题:即以标准齿轮的跨测齿数作为同齿数的变位齿轮的跨测齿数来计算公法线长度。因此,测量公法线长度时,就可能出现这种情况:正变位齿轮的测量点(量具卡爪与轮齿的切点)移进齿根,负变位齿轮的测量点     

运用AutoLISP语言实现齿轮齿廓精确绘制

齿轮传动应用广泛,但制造、安装精度要求高,需要对其进行精确的三维造型。齿轮的精确造型取决于精确的齿轮齿廓。齿廓主要由参与啮合的渐开线部分和不参与啮合的齿根过渡曲线部分组成,齿根过渡曲线虽然不参与啮合传动,但其形状影响齿轮的齿根弯曲强度,故应与渐开线一样需要精确绘制。为了实现齿廓的精确绘制,运用AutoLISP语言开发了参数化绘制齿廓的程序。在此基础上,利用AutoCAD精确的二维、三维绘图功能,创建了精确三维模型,为后续的有限元分析及数控加工提供了必要的条件。     

飞秒激光烧蚀齿面表层构态分析及其控制研究

为了分析飞秒激光烧蚀面齿轮齿面表层构成及其形态影响,本文针对面齿轮材料18Cr2Ni4WA,通过建立双温传热模型,模型采用向后有限差分法进行飞秒激光烧蚀数值模拟,研究飞秒激光烧蚀齿面的加工过程,分析能量密度对重铸层和热影响层的影响规律。结果显示:能量密度由173J/cm2增加至433J/cm2,重铸层厚度从068μm增加到102μm,热影响层厚度从096μm增加到135μm。针对重铸层的控制,本文实施了对面齿轮齿面的二次加工,实验结果表明:采用能量密度173J/cm2对齿面进行二次加工,加工后的齿面几乎没有重铸物残留,齿面平均粗糙度由0365μm降到了0185μm,有效地改善了面齿轮的加工质量,为提高飞秒激光精微烧蚀面齿轮精度提供了有益参考。     

基于图像的导弹姿态角的仿真实验研究

为了适应现代靶场的测量空间目标姿态角的需要,介绍了一种在实验室进行了空中目标姿态角的测量的仿真实验,从实验需要出发,开发了一种精度较高的定标方案,并给出了交会测量、目标姿态角测量的数学模型,对该姿态测量的仿真系统的测量精度进行了计算与分析,给出了实验图像预处理过程,最终实验验证了该数学模型与该测量方案是可以用来进行空间目标姿态角的测量,姿态角的测量精度首先受目标特征点的坐标测量精度的影响,其次和测量精度关系比较密切的是2个测量面的交会角,该角越接近垂直测量精度越高。     

参数法P3P模型在视觉坐标测量中的应用

P3P问题的求解是视觉坐标测量系统建模的数学理论基础,传统上利用通用余弦定理和正弦定理求解.为快速精确地求取控制点三维坐标,提出一种利用参数法求解P3P模型解析解的计算方法,并将该模型应用到视觉坐标测量过程中,通过精确求解共线三控制点在摄像机坐标系下的坐标.进而求出与其位置关系已知的被测点三维坐标.介绍了该测量系统的结构、测量原理、计算模型、实验过程以及实验结果,并与传统的利用通用余弦求解模型的计算结果进行了比较,说明本计算方法不仅简单直观,而且精度较高,非常适合应用在视觉坐标测量过程中.     

Research on the problem of repeafitiveness error for track-wheel profile meter

为了提高轨道轮外形测量仪的重复精度,通过对测量仪测量过程各环节的研究,发现坐标轴的确定方法会影响最终测量结果,于是针对坐标原点的定位采取了几种不同的改进方案,通过综合对比各种方案最终采用对固定位置取多点坐标均值确定原点纵坐标位置,横坐标根据两个位置坐标均值来确定,兼顾两个关键位置的重复性误差,从而提高原点坐标的重复精度,根据不同算法在MATLAB中导入实验测量数据进行仿真,对比仿真结果证明采用的新算法改善了重复性误差。     

轨道轮外形测量仪重复性问题的研究

为了提高轨道轮外形测量仪的重复精度,通过对测量仪测量过程各环节的研究,发现坐标轴的确定方法会影响最终测量结果,于是针对坐标原点的定位采取了几种不同的改进方案,通过综合对比各种方案最终采用对固定位置取多点坐标均值确定原点纵坐标位置,横坐标根据两个位置坐标均值来确定,兼顾两个关键位置的重复性误差,从而提高原点坐标的重复精度,根据不同算法在MATLAB中导入实验测量数据进行仿真,对比仿真结果证明采用的新算法改善了重复性误差。     

一种新的视觉坐标测量模型及影响因素分析

提出了一种新的视觉坐标测量数学模型,利用参数法推导了基于平面四控制点坐标的解析解,通过最小二乘法对摄像机坐标系下的平面四控制点进行平面拟合,进而求得被测点的三维坐标,并通过大量实验与采用共线三控制点的计算模型进行了对比,结果表明,利用本文所提出的方法计算简单,被测点坐标的测量重复性特别是Z坐标的测量重复性得到显著提高。分析了影响测量系统的主要因素,通过实验纠正了图像畸变对测量系统的影响。     

精密测角法中测量误差对内方位元素标定的影响

通过误差传递推导误差公式,确定了各参数对内方位元素精度的影响关系.为了明确对相机内方位元素精度的影响因素,对像点位置坐标精度和物方视场角精度与相机内方位元素精度的关系进行研究.在现有的精密测角法的基础上,推导关系公式来确定各参数对内方位元素精度的影响关系.对采样点各个数据的精度及其组数对结果精度的影响进行讨论.结果表明:在像点位置坐标标准差1μm内,物方视场角极限误差0.7"内,位置坐标精度对主距f精度影响较大,而物方视场角精度对主点x0精度影响较大;测量数组数(采样点数)量对结果误差有很大的影响.实验证明:该影响与实际结果相符.