一种基于自动对焦的非球面测量系统

影响高精度非球面磨削加工精度的不仅是机床、刀具和数控技术等参数,而且取决于制造系统所采用的测试手段和所能达到的测量精度.针对非球面制造系统的测量特点,将光栅测量技术和光学显微镜自动对焦技术引入环节,进而提高对非球面工件的测量精度,解决了制约非球面加工精度提高的测量问题.     

光学非球面自动对焦测量系统研究

影响高精度非球面磨削加工精度的不仅是机床、刀具和数控技术等参数,而且取决于制造系统所采用测试手段和所能达到测量精度。本文针对非球面制造系统的测量特点,将光栅测量技术和光学显微镜自动对焦技术引入环节,进而提高对非球面工件测量精度,解决了制约非球面加工精度提高的测量问题。     

BP神经网络用于光镊力的非线性修正研究

光镊是测量微小力的有效工具,力的测量范围和测量精度是光镊系统的重要指标。本研究提出运用BP神经网络方法对光镊系统的力的测量和标定进行非线性修正,并通过实际应用检验,证明BP神经网络方法对光镊系统力的测量进行非线性修正,不仅扩大了光镊系统力的测量范围,而且与多项式拟合方法相比,该方法的精度更高,从而有效提高了光镊系统的性能指标。     

用图象光载波方法进行表面三维形状与振型的自动测量

讨论从被物体表面形状或振型调制的图象光载波信号提取该表面深度或振型全场信息的测量方法，结合成熟的计算机图象处理技术，该方法可构成在精度、量程、自动化程度方面具有很强适应性的无接触测量系统，文中给出了自动测量系统的构成设计，并给出了测量实例。     

锥光全息系统测量的误差因素分析及提高测量分辨力的方法

用锥光全息非接触式测量系统进行距离测量的精度会受到系统自身的原理结构和光学元件布局的影响,重点分析光路中的核心元件偏光晶体等器件自身的固有属性和相对位置对测量结果的影响,并讨论了相应的调整和补偿措施.在理论和实验结合下,确定各个仿真参数,通过仿真的变化曲线深入分析了引起相位误差和设定的绝对相位零点偏移的原因,并讨论了提高测量系统精度的相位差放大方法,对优化设计和调试锥光全息测试系统及提高测量系统精度具有重要意义.     

基于时间测量的扫描式厚度测量方法的精度分析及设计方法

本文试图通过对厚度测量系统的原理、结构、信号处理和误差补偿等诸环节的设计分析，来叙述扫描方式的厚度测量系统的设计方法和改善系统精度的途径。     

基于结构光测量系统的误差传递分析

结构光系统作为视觉测量中常见的技术之一,其测量精度直接影响了该系统的应用范围。针对交比不变原理的结构光光平面标定方法,利用误差分析理论和矩阵扰动原理分别从系统的测量误差和光平面标定误差进行分析,提出了结构光测量系统的误差传递模型。并给出了一个特例情况下的精度要求,即满足在1000mm的测量距离上获得±0.5mm的测量精度情况下,各标定参数所需要满足的精度要求,以及标定样本提取的精度要求。通过实测实验结果验证了误差分析的有效性。该误差分析为提高结构光系统的测量精度提供了理论依据。     

线结构光测量数据的自动拼合方法

提出了一种由三坐标测量机、线结构光测头和回转工作台构成的四轴扫描测量系统。在该系统中使回转工作台相对于测量机的工作台倾斜一定角度放置，在一次装夹下可测量物体的四周和顶部。为了将多角度下测量的数据拼合在一起，建立了数据自动拼合的数学模型，提出了转台轴线方向检测装置和检测方法，以此为基础对自动拼合模型进行简化并求出其中的未知参数。对多片数据的拼合精度进行了测试和分析，对一典型样件进行测量。结果表明，该方法能在一次装夹下完整测量结构复杂的形体，测量数据的拼合具有很高的精度。     

美国光动公司新激光测量系统MCV-500＋SD-500

最近美国光动公司开发了新的激光测量系统MCV-500＋SD-500，利用向量的原理来测量数控机床三维空间位置的精度。     

航空压气机叶片型面测量数据采集系统设计

针对航空压气机叶片型面,以实现测量精度为目标进行了非接触式激光测量数据采集系统的软、硬件设计,并验证了该系统的可行性.     

高精密转台标定方法研究

针对特定情况下高精密大型转台定位精度的标定问题,提出了一种采用激光跟踪仪标定的方法,首先分析影响标定方法精度的因素,通过优化测量参数及采样策略,建立基于激光跟踪仪的最优标定系统,拟合激光跟踪仪测得点所在的三维平面,通过坐标变换将测量点转换到二维平面上,拟合转换后的数据得到圆心坐标,最后计算相邻测量点与圆心连线的夹角,与理论值进行比较,从而确定转台的定位精度。实验表明,标定系统的精度满足要求。该标定方法简单可靠,提高了高精密大型转台的标定效率。     

基于PSD的小型激光测头的设计

利用位置敏感探测器(PSD)频率响应高、接口电路简单、数据采集快等特点,设计了一种小型、动态激光三维测头。该测头采用激光三角法原理,利用凹凸双透镜光学系统进行激光缩束以提高测量精度,利用平面反射镜增加光程以减小体积,并对各具体参数和整体结构进行了详细的设计。该测头系统拥有体积小,精度高,反映快的优点。     

激光三角法测量误差分析与精度提高研究

激光三角法测量是三维曲面非接触测量的主要方法之一，但测量精度受到本身结构和被测物体特性及环境因素等多方面的影响。通过试验对影响激光三角法测距精度的各种原因进行详细分析，并针对不同影响因素给出了消除或降低误差的方法。     

Estimation of sphericity by means of statistical processing for roundness of spherical parts

In the industrial standard of “balls for rolling bearings,” deviation from spherical form (sphericity) is defined as follows. It is usually determined by numerically evaluating the ball profiles, in two or three equatorial planes at 90° to each other, and recording them on a polar chart. Furthermore, the standard indicates that the minimum circumscribed circle method is relatively simple and generally satisfactory for ball profiles, and the method is also based on the assumption that two or three equatorial profiles at 90° to each other are a good indication of the deviation from spherical form. The measurement method for three-dimensional (3-D) spherical profiles is two-dimensional (2-D), because a practical (3-D) measuring system for spherical forms remains to be developed. This is another important problem. Using the method recommended in the standard, the deviation value is significantly underestimated, because the major part of the 3-D surface is not measured. Verification of the above-mentioned assumption is also difficult in general. If numerous measurements of 2-D profiles are performed, the degree of underestimation decreases. However, this requires much time and labor. In this study, a 3-D deviation value from spherical form is calculated from a few 2-D roundness values obtained using a general roundness measuring system with a statistical technique. Furthermore, an appropriate number of measuring cross sections necessary to estimate the sphericity with high reliability are presented.     

硬质合金刀片CAD/CAM系统三维扫描测量输入技术

本文在综述了硬质合金刀片CAT/CAD/CAM一体化技术基础上,引进测量几何造型概念,详细介绍了硬质合金刀片扫描测量输入系统硬件及软件的设计特点,分析了一些特征扫描測量算法,最后给出了一个扫描测量实例。     

位相测量技术中系统参数的选择与测定

位相测量轮廓术（PMP）是将被测物体表面投影光栅条纹的灰度分布变换为位相分布，从而求得被测物体高度分布的轮廓测量技术。本文讨论PMP测量系统参数：抽样间隔X、Y；光栅周期p、q；最大系统噪声nmax以及光瞳位置参数d、L的选择和测定。这些参数的合理选择与精确测定，将提高位相测量以及位相-高度转换的精度。     

Modeling and verification of a five-axis laser scanning system

Today several new kinds of laser beam sensors appear with high resolution and accuracy and find their applications in reverse engineering and quality control. Due to the incapability of changing their orientations continuously in response to the surface fluctuation of a part to be measured, they are not competent for measuring parts with complicated structures. In this paper a five-axis laser scanning system integrated with a CMM, a laser beam sensor and a PH10 rotary head is proposed, which can measure complicated parts by frequently indexing the laser sensor approximately consistent with the normal direction of the surface. As the laser value is a 1-D data and the measured data must be given in 3-D expression in the world coordinate system, a system model for coordinate transformation is established. An “equivalent probe” approach is presented for system verification, and an iterative verifying process is adopted to eliminate the verification error caused by the inclination error of the laser sensor. Experiment study shows that the system can measure a part from any direction with an accuracy of 30 μm.     

用于工业三维点测量的接触式光学探针

为了快速、准确地获得大尺寸工业产品或带有深槽孔工件的关键点三维坐标,本文基于工业近景摄影测量理论、立体视觉技术等,研究并实现了两种工业便携式、接触式光学探针测量系统。研究了测量系统涉及的探针设计、探针标定以及三维点解算等关键技术,设计了点阵式和手持相机式两种适用于不同工业场合的工业探针。针对点阵式探针的测量,提出了一种用于解算探针坐标系与世界坐标系相对关系的点云匹配方法。此外,采用拟合虚拟球的方法准确标定了两种探针的内部参数。最后,通过对比标准球与三坐标测量机的测量结果,得到系统的测量精度可达0.1 mm/m。该精度满足一般大、中型工件的三维点测量精度标准。     

齿轮齿向位置偏差的径向综合检测

为了从齿轮双面啮合滚动检查中获得更多的齿轮精度信息和加工工艺系统信息，带有二维齿向测量装置的齿轮双面啮合检查分选机得到了开发，并在国外汽车齿轮制造厂中获得了推广应用。本文简要介绍了新型齿轮双面啮合检测仪的工作原理和结构，初步探讨了检测结果和加工系统的关系。