虚拟齿轮测量中心工件模型预处理算法研究

在虚拟齿轮测量中心对复杂模型进行测量时,存在大量碰撞检测数据,提出一种碰撞检测前对模型表面数据提前预处理的方法。该方法采用空间体素数据结构算法思想,使测头能够准确获得有可能发生碰撞的模型表面数据,相比于原有遍历式扫描检测算法,避免了频繁计算测头到模型各个三角面片的距离,提高了算法效率。结合开发的虚拟齿轮测量中心软件系统进行预处理算法的测试评估,通过试验验证了预处理算法的可行性和正确性,最终实现了工件模型预处理功能。     

极坐标法测量齿廓偏差的坐标系建立误差补偿

为提升极坐标法测量渐开线齿廓偏差的精度,研究了坐标系建立误差补偿,构建了极坐标法测量齿廓偏差的测量模型和坐标系建立误差补偿模型.以ISO 0级精度齿轮为例,借助齿轮测量中心的数字孪生体和物理平台进行了仿真和实验研究,分析了坐标系建立误差对齿廓偏差的影响,并对齿廓偏差进行误差补偿.研究表明,坐标系建立误差对极坐标法测量齿廓形状偏差的影响可忽略不计,对齿廓总偏差和齿廓斜率偏差均有显著影响;坐标系建立误差补偿的方向对齿廓偏差有不同影响,其中X方向的坐标系建立误差对其影响最显著;提出的误差补偿方法可使齿廓偏差达到不加载坐标系建立误差时的0级精度,为提升齿廓偏差的测量精度提供了有效途径.     

虚拟齿轮测量中心测头系统可视化建模

通过对虚拟齿轮测量中心测头可视化实现方法进行研究,分析了测头信号的采集原理和测头结构,确定了测头的参数化结构模型。在VC++6.0基础上采用数据库检索和3DMAX建模方法,生成不同参数的3DS格式测头模型,并利用数据库检索调用测头模型文件,最终在虚拟齿轮测量中心加载显示实际效果图。     

金属表面 LED 线结构光条纹图像增强方法

为避免线结构光测量中的干涉散斑噪声的影响,提出采用相干性低的 LED 光源的线结构光测量法,并搭建了测量系统。通过分析该方法在测量金属工件表面的条纹图像特点,提出了采用基于拉普拉斯金字塔的曝光图像融合方法来增强条纹图像质量。实验室环境图像的融合实验验证了该图像增强方法的可行性。最后完成了条纹图像的增强实验,结果表明,经 2 幅曝光图像融合后的条纹图的质量得到了提高,光条区的光强分布均匀,不存在明显的信息缺失区。     

薄膜复合粘接工艺的PID控制优化分析

为块状物薄膜复合粘接工艺提供精确可靠的控制方案,根据不同薄膜复合粘接工艺进行分析得到电机控制特征,并与传统的控制方法进行控制效率对比,对茶砖薄膜复合粘接的步骤加以确定并使用PLC实现粘接系统控制,通过PID策略分析和MATLAB仿真后,选择得到块状物粘接控制方案,粘接过程中的各阶段的阶跃响应曲线,下料时间有效缩短为其定重时间的80%以上,并缩短原有下料时间25%-34%。通过使用合适的PID控制方案有效地优化了原有粘接工艺,为实际应用于相关生产过程中提供科学的理论支持。     

平行测量:复杂测量系统的一个新型理论框架及案例研究

分析了复杂测量系统的溯源研究现状,指出现有的研究已不能满足复杂测量系统的动态化溯源需求,提出了建立人工测量系统的必要性.基于ACP（Artificial societies,computational experiments,and parallel execution）方法建立了平行测量系统的理论框架,通过构建与物理测量系统行为和特性等价的人工测量系统,借助人工测量系统的计算实验,确定测量优化控制策略,引导物理测量系统的运行,并进行评估,实现物理测量系统和人工测量系统的平行执行和平行控制,将物理测量系统溯源至人工测量系统的理论模型上,解决复杂测量系统的溯源问题.并以齿轮在位测量系统为例,对平行齿轮测量系统进行了设计和平行控制研究.     

光栅读数头安装误差对光栅测量精度的影响

通过试验方法研究了光栅读数头安装误差对光栅测量系统测量精度的影响。采用单因素法定量分析了光栅读数头A、B、C、Z轴4个方向的安装误差对光栅测量精度的影响规律。试验表明:读数头安装误差对光栅细分精度产生直接影响,并且这4个方向的影响显著性不同,其中B轴方向最敏感。     

金属表面轮廓的线结构光测量研究

为研究线结构光法在测量金属表面轮廓时所能达到的测量精度和影响因素，首先对线结构光测量仪的性能进行了分析，然后完成了对金属样块表面轮廓的测量实验，并与同属光三角测量原理的光切法进行了对比。结果表明：线结构光测量仪的线性度、分辨率和重复测量精度都比较高，能实现微米级的位移测量。但受激光散斑噪声和金属表面反光等因素的影响，该方法的轮廓测量精度大于10μm。而光切法的轮廓测量精度接近微米级。因此，结合光切法的优点，在保证测量范围和工作距离的前提下，设计能投射无散斑高质量光条的光路结构，可以进一步提高线结构光法的轮廓测量精度。