三坐标测量机测头半径补偿技术及应用

对三坐标测量机(CMM)的测头半径补偿技术进行了深入研究,通过对三坐标测量机测头半径的二维和三维补偿技术的探讨以及相应的测量实例分析,论证了两种补偿技术的可行性,并说明了各自的特点及应用场合,指出了测头补偿技术的核心问题与关键技术,从而可以准确快速地得到被测点相应的坐标值.     

三坐标测量机测头的测球半径补偿误差的计算

介绍了三坐标测量机的发展与测量头的分类 ,结合实例重点分析了触发式测头的测球半径补偿误差的产生原因、计算方法和预防措施     

三坐标测量机测头半径实用补偿算法

针对三坐标测量机测量过程中存在的测头半径误差问题,本文提出了采用多次细化测量点的方法。首先沿测量路径方向进行测量点的插值细化;然后在测量路径之间再次进行插值细化;最后对插值细化后整个被测表面上的细化点进行两次插值求导,从而求得每个细化点在X和Y方向的切向量。在此基础上,对两个方向的切向量进行叉积,求得被测表面上各细化点的法向量,最后利用补偿公式进行半径误差计算。     

基于CMM的曲面检测技术与测头半径补偿

1 引言 随着反求技术、快速原型等新技术的应用,三坐标测量机已发展成为设计、制造、检验一体化的重要单元.随着CAD/CAM技术的广泛应用,如何准确、有效地从实物样件上采集复杂三维曲面的数据,进而快速转换成三维数学模型,是逆向工程(RE)技术研究的关键问题,因此研究如何对自由曲面进行快速高精度的自动跟踪测量就显得尤为重要.研究对任意自由曲面进行快速高精度测量,使测头在工件表面快速移动,从而快速记录移动路径的坐标值,对实现逆向工程(RE)和加工中的质量控制都具有重要意义.     

三坐标测量机测头半径补偿实用算法

针对三坐标测量机表面数据化测量过程,本文给出一种实用的测头半径补偿算法。提出了采用两次细化测量点的策略,首先沿测量线进行测量点的插值细化,然后在测量线（截面）之间再次进行插值细化。在此基础上．对整个被测表面上各细化点,利用插值求导的方法求出其横向和纵向切向量,然后对切向量叉积求得各细化点的法向量．最后进行测头半径补偿计算。     

应用于三坐标测量机的半光斑成像式激光测头

运用半光斑成像原理研制出一种新型的半光斑成像非接触激光瞄准测头,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,并对该测头重复性瞄准触发精度、不同光学特征表面的灵敏度特性进行了实验研究.实验结果表明该测头重复性瞄准测量不确定度在1 μm以内,测量灵敏度可达30～60 mV/μm,测量角度在不增加辅助措施的前提下可以达45°,综合性能达到传统三角法光学测头的性能.该测头具有检测速度快、自动化程度高、瞄准精度高的特点,结合其他测长仪器可以实现自由曲面的快速、精确测量,具有广泛的应用前景和较强的实用价值.     

三坐标测量机触发式测头误差分析

通过对三坐标测量机中广泛使用的触发式测头的简化模型进行受力分析,通过对测头模型预行程变化的定量分析,得到影响预行程的因素.     

非接触式曲面测头设计及精度试验研究

针对激光测头因测量范围小难以满足大量程自由曲面的高精度测量要求的问题,基于伺服运动控制技术,集成激光测头和光栅尺研制了一种非接触式测头。控制激光测头工作在线性度误差较小的中心范围内、而采用光栅尺反馈实现大范围的测量,详细介绍了系统的硬件及软件设计。试验数据处理结果表明,与激光测头相比,研制的非接触式测头测量范围扩大了1倍,而测量不确定度、修正值、线性度等精度指标并没有下降。     

视觉形貌测头在自由曲面测量中的应用

介绍了工作在三坐标测量机上的视觉形貌测头用于自由曲面非接触测量的测量原理，对系统结构参数进行了优化设计，通过立体视觉匹配技术的引入以及建立误差评定准则，实现了飞机发动机叶片的非接触测量。     

微纳米三坐标测量机测头的研究进展

根据微纳米三维测量的发展和研究现状,首先归纳了三维微纳米测头的技术要求并进行分类,然后对国内外微纳米CMM测头的研究进展进行了介绍和比较,指出了各种类型测头需要解决的问题。针对这些测头的局限性,探讨了正在研究的新型三维谐振触发方法和触发测头。最后对微纳米三坐标测头的研究与开发趋势进行了总结和展望。     

测头半径误差补偿原理及其应用

用接触式形状测量仪测量轴承沟道曲率半径和沟道形状时,消除测头半径引起的测量误差是提高测量精度的关键.本文用B样条曲线的最小二乘法逼近曲线,建立曲线的数学模型,利用测头的中心轨迹与被测轮廓互为等距曲线的关系,进行测头半径补偿,从而获得精确的实测点集,最终实现高精度测量.     

蜗轮齿形误差测量中的测头半径补偿

建立了坐标法测量蜗轮齿形的误差模型 ,重点分析了蜗轮齿形测量中的测头三维补偿方法 ,并进行了补偿精度分析 ,认为该方法特别适用于非渐开线蜗轮齿形的测量。     

滚刀前刀面径向性测量中的测头半径矢量补偿方法

给出了一种滚刀前刀面测量的测头半径矢量补偿方法。滚刀前刀面为复杂螺旋曲面,根据球形测头中心轨迹与被测螺旋曲面互为等距曲面的关系,推导出实测点到理论曲面的法向距离,进行测头半径矢量补偿从而获得精确的实测点集。     

柔性测量臂测头半径补偿算法研究

柔性测量臂测头半径补偿的精度对系统精度具有重要影响.本文在分析半径补偿基本原理的基础上,提出了一种基于测量特征分类的半径补偿算法.该算法首先把测量特征分为点、线、面3种基本特征(其中面特征又分为二次曲面和自由曲面),然后建立各种特征的参数方程,利用测量得到的少量特征点,采用最小二乘法拟合得到被测特征的参数,最后根据被测特征参数进行高精度半径补偿.试验结果表明本文方法确实可行,具有较高的测量精度和较好的实用性.     

双螺杆压缩机转子齿形三坐标测量的半径补偿

双螺杆压缩机转子齿形进行三坐标测量机测量时,需要对球形测头半径进行半径补偿.结合转子螺旋曲面的几何特点,对转子型线测量数据点进行半径补偿计算,得到三坐标测量机球形测头真实接触点,再将空间分布的真实接触点旋转到相同横截面上得到转子型线数据点.通过实例验证该方法的有效性,可以应用于双螺杆压缩机转子型线的检测及逆向工程等工作中.     

扫描式数据采集测头半径的三维智能计算补偿

探讨了基于扩展的自组织特征映射神经网络的扫描式密集数据采集的测头半径三维补偿。构建了测头半径三维补偿神经网络模型及其训练算法。首先经过训练,神经网络将整个数字化点群数据分成许多子区域,每个子区域用一个微切平面逼近;然后对子区域的分类核心,即神经元位置权重,沿微切平面法矢方向进行修正;最后根据微切平面的法线,对测头半径进行三维补偿。算例表明所创建的测头半径三维补偿神经网络模型有效可行。     

复杂曲面慢刀伺服加工刀具半径补偿方法

随着机床技术的进步,一种基于慢刀伺服技术的超精密金刚石车削创成加工方式成为可能,能够一次加工获得精度很高的各种复杂曲面。在复杂曲面慢刀伺服车削加工路径规划中,针对存在的刀具过切现象,传统刀具半径补偿算法为计算曲面刀触点的等距点,通过分析传统等距点刀具半径补偿算法的不足,提出了一种基于等距点的刀具半径补偿算法,弥补了传统等距点刀具半径补偿算法的不足,通过实例证明该算法有效地改进了传统刀具半径补偿算法的不足,提高了曲面加工的精度。     

整体叶轮自由曲面造型的研究

介绍了自由曲面造型的基本理论,在UG环境下根据叶片边缘初始数据点,按照相应尺寸要求,做出叶片上下截面,在此基础上采用对截面按照叶片边缘曲线方向进行扫描形成叶片实体的方法。     

自由曲面铣削误差预测

在航空航天工业等行业中,对于复杂薄壁曲面零件,极易产生由工件变形引起的加工误差,这直接影响了零件的加工精度及表面质量。本文研究了薄壁叶片型面精加工切削过程中工件变形对加工精度的影响:首先利用正交试验求出球头铣刀的铣削力公式,进而结合有限元方法,编写柔性切削变形迭代算法,计算出薄壁叶片的最终变形量,并分析了叶片的变形规律,这对提高叶片加工精度具有重要的实际应用价值。