半光斑成像式多功能激光瞄准测头的研究

运用半光斑成像原理设计了一种用于三坐标测量机的多功能激光瞄准测头。详细介绍了测头的光学系统工作原理和设计思路,采用自适应控制方法实时调节激光光强使其可以适应不同光学特性表面的瞄准测量,并进行了多功能测头的重复性瞄准测量、灵敏度测量、倾角跟踪实验。实验结果表明,该测头重复性瞄准测量不确定度优于1 μm,测量灵敏度可达30 mV/μm,激光跟踪瞄准被测曲面倾角可达25°,能满足三坐标测量机的使用要求。该测头具有检测速度快、自动化程度高、瞄准精度高的特点,结合三坐标测量机或者其它测长仪器,能够实现对自由曲面进行快速精确瞄准及轮廓图像瞄准测量,具有广泛的应用前景和实用价值。     

Leitz高精度CMM在逆向工程测量技术中的应用

阐述了逆向工程测量技术原理、测量方法。通过使用Leitz高精度三坐标测量机对复杂曲面进行扫描,输出图形数据和实际扫描点坐标,为后续建模提供大量精确的点云数据。本文介绍了Leitz高精度三坐标测量机在逆向工程测量技术中的应用。     

圆锥体与球体相交圆的坐标测量方法

工业中设计采取了越来越多的曲线或曲面结构,传统的方法难以实现对这些曲线或曲面的测量.利用零件自身的几何特性,结合三坐标测量机的工作原理,采用坐标测量技术,对几何元素之间相交的问题进行了研究,论述了三坐标测量机对圆锥体与球面正交圆的测量方法,以及三坐标测量机对复杂型面零件测量的应用.     

非接触式圆心快速提取技术

针对几何公差检测自动快速的工业需求和现有基于接触式测量方法的缺陷,本文提出一种非接触式圆心快速提取方法.针对轴类零件,采用两个激光三角法位移传感器,建立了圆心提取数学模型.提出一种基于三坐标测量机的标定方法,并确定了最佳的标定数据选取方式.搭建了激光三角法位移传感器测量实验装置并进行了实验验证,经与三坐标测量机比对,采用测量精度10μm的传感器,可保证圆心要素提取精度在30μm以内.由于采用非接触式测量,整个测量系统更加安全,易于实现自动化操控,可提高检测效率.     

CORE-DS型白光测量机对某叶片的测量与对比

本文对CORE-DS型白光测量机进行对比验证试验,掌握针对某叶片的测量基准建立、测量程序编制和参数评价方法。通过与接触式三坐标测量机进行测量对比试验,验证其测量的准确性和可行性。     

基于3D数模的三坐标测量机曲面检测

计算机辅助设计／制造技术的发展，对曲面工件的检测提出了更高的要求，这一任务的完成通常依靠三坐标测量机。本文结合ZCRMDT三坐标测量机测量软件的研发，从数据转换、对齐、测尖补偿、理论值捕获等四个关键方面，对基于3D数模的三坐标测量机曲面检测技术进行了深入剖析。同时对三坐标测量机测量软件现状和发展趋势进行了探讨。     

利用DSP与FPGA设计三坐标测量机CNC单元

为改变当前三坐标测量机CNC控制系统核心技术被国外垄断的现状，设计了一种由DSP与FPGA构成的三坐标测量机CNC位置控制单元。该系统以TMS320F2812为主处理器，XC3S400PQ208为协处理器，处理器之间通过外部存储总线进行接口，并使用速度前瞻控制算法对系统控制进行优化，最后与工业测量软件RATIONAL DMIS连接验证系统正确性。实践表明本系统结构简单、可靠、测量速度迅速，可以直接作为CNC控制器配备在测头触发式三坐标测量机上。     

激光跟踪测量系统校验及在三维测量中的应用

介绍了激光跟踪仪（LTS）原理，提供了一种校验激光跟踪测量系统的方法。通过与高精度三坐标测量机（CMM）比对测量，检验其精度，实验结果表明角向误差是影响LTS精度的主要因素。利用激光跟踪仪对汽车外形进行扫描，建立其三维模型，发现测量中存在的问题，并提出解决方法，结果表明，激光跟踪仪应用于汽车车身扫描有操作简单、精度较高等优点。     

用三坐标测量机对空间曲面的测量

本文利用德国蔡斯公司生产的三坐标测量机，开发了空间曲面的二种测量方法：（１）点点测量法；（２）扫描两条曲面曲线，然后通过调用程序ＡＤＲ４３３计算测量结果。     

逆向工程在球形盖检测中的应用研究

本文根据自有设备情况选用公司三坐标测量机作为数字化设备,在对球形盖曲面进行分柝的基础上,提出了适合它们的采样测量方法,以期提高测量效率和测量数据的有效性,根据这种测量方法编制了三坐标自动测量程序,实现了曲面的数字化,从而形成点云。     

大尺寸航空发动机叶片的高效型面检测方法

介绍了一种基于三坐标测量机的高效型面检测方法。在传统叶片型面测量方法基础上,优化了传统扫描路径,提出了分区域、曲率自适应变速扫描方法,有效地解决了大尺寸叶片传统测量方法中频繁更换测针的问题。研究了一种过度扫描策略,通过高级编程对采集数据进行滤波,并采用数学拼接的方法得到完整叶型封闭曲线,用来分析叶片的几何参数。提出的大尺寸叶片检测方法在保证检测精度的同时,提高约40%的检测效率,并完善了传统检测方法叶型曲线不完整的问题。     

发动机叶片型面测量坐标系建立方法研究

发动机叶片的复杂外形结构和加工误差给叶片形位尺寸的精确高效测量带来很大困难。利用三坐标测量机对叶片的型面参数进行测量时,对于变形较大无法利用设计基准完成测量的截面,通过建立辅助测量坐标系的方法实现扫描。本文分析了建立辅助测量坐标系的原理,并提出一种利用四点拟合快速建立辅助坐标系的算法,将变形大的实测曲线与理论叶型进行迭代计算,从而大大减少计算时间。将该四点拟合法应用在大型扭转叶片的叶型测量中,在提高测量效率的同时,建立的辅助测量坐标系精确的实现了叶尖部分叶型的扫描,测量结果可靠。     

非球面表面形状的线测量技术

描述了一种在超精密磨削机床上基于误差分离法的非球面表面形状精密测量系统.首先,论述了一般用于平面形状测量的两点法不能直接用于非球面形状测量的原因在于测头的设置误差会引起很大的形状测量误差.提出了先通过两点法测量平面形状得出机床的运动误差,然后对测量非球面形状的另外一个测头的输出进行补偿以得出正确的非球面形状.用此系统测量了一个直径为30 mm的非球面镜头的表面形状.     

Modelling of billet shapes in spray forming using a scanning atomizer

A numerical method is presented to predict and analyze the shape of a growing billet produced from the ‘spray forming’ which is a fairly new near-net shape manufacturing process. It is important to understand the mechanism of billet growth because one can obtain a billet with the desired final shape without secondary operations by accurate control of the process, and it can also serve as a base for heat transfer and deformation analyses. The shape of a growing billet is determined by the flow rate of the alloy melt, the mode of nozzle scanning which is due to cam profile, the initial position of the spray nozzle, scanning angle, and the withdrawal speed of the substrate. In the present study, a theoretical model was first established to predict the shape of the billet and next the effects of the most dominant processing conditions, such as withdrawal speed of the substrate and the cam profile, on the shape of the growing billet were studied. Process conditions were obtained to produce a billet with uniform diameter and flat top surface, and an ASP30 high speed steel billet was manufactured using the same process conditions established from the simulation.     

采用CMM测量发动机叶片模具方法研究

为解决传统测量设备难以对组合型块进行准确测量的问题,提出了基于CMM的叶片模具数字化测量方法。利用PC-DIMS测量软件自动获取点的理论值及矢量方向,采用迭代法建立坐标系,选取对应的扫描轨迹生成方式,设置合适的扫描密度对叶片模具进行测量,并对结果进行三维补偿。利用此方法开展了轮廓度测量实验,绘制出叶片模具轮廓偏差图,并对测量不确定度进行评定。实验证明此方法测量准确性好、自动化程度高,可准确反映叶片模具在试制阶段及使用阶段的磨损情况,为模具的返修及保养提供了重要参考。     

采用数字同步技术的轴类零件尺寸光电检测

根据线阵CCD对二维图像进行扫描检测的特点,提出一种基于数字同步技术的轴类零件尺寸检测方法。它用数字方法保证扫描位移量(或者位移速度)与CCD行扫描次数(或者行扫描速度)严格对应,CCD的行扫描由扫描位移量控制,有效消除了被测物体运动速度变化对检测分辨力和精度的影响,提高了检测精度;采用数字同步技术,使检测在扫描位移的加速、恒速和减速过程中均能进行,提高了检测速度;采用图像边缘自动跟踪方法,自动获取边缘参数,实现被测物体的二维多尺寸自动定位检测。检测实验表明,该方法的检测误差≤0.02mm;当被测物体轴向尺寸为100mm时,检测时间<5s。     

基于QUINDOS6的整体叶轮叶型检测

为了提高数据处理速度,保证数据的准确性,本文介绍了一种快速检测整体叶轮叶型的方法。选择计量型三坐标测量机进行测量,使用QUINDOS6及专用数据自动处理软件,并自行开发二次测量程序,对叶型偏差、前后缘半径R等叶形特征参数快速精确地进行评价,同时自动输出图形报告,最终能够直观地反映检测数据结果。     

Numerical simulation of nano scanning in intermittent-contact mode AFM under Q control

We investigate nano scanning in tapping mode atomic force microscopy (AFM) under quality (Q) control via numerical simulations performed in SIMULINK. We focus on the simulation of the whole scan process rather than the simulation of cantilever dynamics and the force interactions between the probe tip and the surface alone, as in most of the earlier numerical studies. This enables us to quantify the scan performance under Q control for different scan settings. Using the numerical simulations, we first investigate the effect of the elastic modulus of the sample (relative to the substrate surface) and probe stiffness on the scan results. Our numerical simulations show that scanning in an attractive regime using soft cantilevers with high effective Q factor (Q(eff)) results in a better image quality. We then demonstrate the trade-off in setting Q(eff) of the probe in Q control: low values of Q(eff) cause an increase in tapping forces while higher ones limit the maximum achievable scan speed due to the slow response of the cantilever to the rapid changes in surface profile. Finally, we show that it is possible to achieve higher scan speeds without causing an increase in the tapping forces using adaptive Q control (AQC), in which the Q factor of the probe is changed instantaneously depending on the magnitude of the error signal in oscillation amplitude. The scan performance of AQC is quantitatively compared to that of standard Q control using iso-error curves obtained from numerical simulations first and then the results are validated through scan experiments performed using a physical set-up.     

基于多目标三维跟踪雷达的移动式机动车在线测速标准装置

为了推广在线检定方法在机动车测速仪现场实车检定中的应用,研制了一套基于多目标三维跟踪雷达的移动式机动车在线测速标准装置.首先介绍了该套移动式在线测速标准装置的设计要求;其次分析了标准装置中的速度、距离和角度测量工作原理,描述了标准装置速度测量值的溯源方法,并对速度测量误差的不确定度进行了评定;最后进行了实验室全量程模拟...