基于OBE的三坐标测量机大仪实践教学建设

工程教育专业认证背景下,针对机械类、智能制造和测控等专业的本科生实践课程教学,需要建设精密仪器或精密测量系统的综合实训课程。三坐标测量机(CMM)是广泛应用于工程领域的融“光、机、电、算”于一体的典型精密仪器,选用该仪器作为实践教学平台,建设了三坐标测量机通用测量软件PC-DMIS和脱机版PC-DMIS软件实践系统,并明确了基于成果导向教育(OBE)的教学目标和达成度评价方法。依托该实践系统,开展了多轮实践课程教学,学生通过实践训练能解决精密零件复杂测量工程问题,可掌握通用测量软件PC-DMIS的应用,并了解其专用软件开发。实践证明,实践系统有助于培养学生的实践和创新能力,可为相关专业实践课程建设提供参考。

三坐标测量机在精密加工中的误差补偿研究

三坐标测量精度对精密加工过程的质量控制有直接影响,研究三坐标测量误差模型与补偿方法,实现高精度测量对提升精密加工质量意义重大。分析了三坐标测量机的误差来源及分类,重点研究误差建模识别与补偿核心技术,并阐述误差补偿技术在航空航天、半导体集成电路、精密模具等领域中的实际应用情况。研究表明,当前的误差补偿技术可以有效提高三坐标测量机的重复性、重现性和绝对精度,为精密加工提供高效的质量检验与动态控制保障。

思瑞高精度扫描型三坐标测量仪在泵体测量中的应用

思瑞测量技术(深圳)有限公司(以下简称:思瑞测量)是由海克斯康集团(Hexagon AB)控股的一家从事研发、生产及销售精密坐标测量机、影像测量仪、便携式测量设备及高度测量机等专业计量设备与仪器的合资企业。自成立至今,思瑞测量始终坚持自主研发。

圆柱直齿渐开线外花键跨棒距坐标测量方法

花键是工程领域中传递转矩的重要联结零件,对外花键的齿厚关键参数跨棒距进行测量较为重要。针对圆柱直齿渐开线外花键的坐标测量,建立了外花键坐标测量方法,基于花键齿面模型获取其跨棒距测量的接触点坐标,分析得到花键的跨棒距数值。在花键测量中心上开展渐开线外花键跨棒距坐标测量试验,得到的跨棒距测量结果表明,建立的外花键跨棒距坐标测量方法可用于花键快速自动测量。

三角阵列式组合光幕坐标测量系统的研究

提出一种三角阵列式组合光幕坐标测量系统,以解决传统组合光幕靶在坐标测量中存在稳定性差,结构复杂以及成本高等难题。给出了半光强角为3°的发光元件和探测阵列组成的光幕系统设计方案,分析了系统的元器件选型和光幕搭建中探测阵列的工作原理,推导出了三角阵列式组合光幕弹着点坐标的计算方法。研究结果得出在搭建光幕靶架的长宽为1.1 m时,实际光幕测量范围为1 m×1 m,系统可测量直径大于5.7 mm的弹丸;在仿真与对比分析后表明三角阵列式组合光幕坐标测量系统可行。

并联坐标测量机研究进展

并联机构具有刚度大、承载力强、动力性能好、支链间误差平均效应等优势,在机器人、机床、微动器件等领域得到了广泛应用。然而,传统直角式坐标测量机和关节式坐标测量机采用串联结构,存在误差累积的固有缺陷。鉴于并联机构具有的互补优势,近二十年来并联坐标测量机得到了快速的发展。结合国内外技术现状和团队的研究成果,对并联坐标测量机机构学、运动学、动力学、机构性能和控制策略等方面进行了系统的回顾和分析,总结了目前并联坐标测量机研究中存在的主要问题,提出了进一步的解决方法与思路,并展望了未来的发展趋势。

计量型微米级X射线坐标测量机空间分辨力标准器的研制

针对现有计量型X射线坐标测量机空间分辨力标准器无法溯源的问题,研发了新型可溯源的空间分辨力标准器,并对其校准方法进行了探索研究。首先,基于线对卡法,利用光刻和电感耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺研制了可定期溯源栅格标准器。然后,通过扫描电子显微镜实现了标准器的量值溯源,得到标准器的栅格周期为4~40μm,结果的均匀性可达0.1%,满足目前计量型X射线坐标测量机空间分辨率溯源需求。最后,采用3D打印技术设计制备可拆卸的封装保护结构,便于标准器在产业中推广使用。上述方法有利于改善X射线坐标测量机等仪器的校准工作,提升现阶段的精度水平。

三坐标测量机辅助工装检测误差补偿策略研究

随着先进制造技术的迅猛发展,对零件精度的要求也在不断提升,而误差检测的准确性是确保零件精度的重要前提。在三坐标测量机的工作过程中,运动轴的几何误差会显著影响检测结果。为提高检测精度和效率,设计了一款用于三坐标测量机的辅助工装,并通过对主要运动方向进行微调,实现对工件检测误差的精准补偿。以齿轮误差检测为例,根据检测系统的拓扑结构,可以推导出Houston较低序号物体阵列,建立含工装和齿轮的几何误差传递模型。研究结果为检测误差补偿提供了理论依据,也为其他多轴运动的误差传递模型提供了参考。

三坐标测量技术在现代机械制造工业的应用

三坐标测量技术作为现代机械制造工业中的重要测量技术之一,集光学、机械学及电子学等高科技技术于一体,作为一种效率较高的自动化测量技术,将三坐标测量技术应用到现代机械制造工业当中,对机械设备所涉及零部件的三维几何形状和尺寸进行精准细致地测量与检测,充分明确地展示出自由曲面的几何形状,进而有效提升现代机械制造工业的精度和效率。此外,通过将三坐标测量技术应用到现代机械制造工业当中,取代了传统单一的生产模式,全面提升现代机械制造业的制造水平。

三坐标测量机在航空发动机零部件检测中的运用分析

三坐标测量机在航空发动机零部件检测中,往往因为三坐标选择的型号(含精度)、测量功能、测量方法等因素造成测量数据不准确、测量效率低等。为了能够提高三坐标测量机在航空发动机零部件检测中的应用效果,对三坐标测量机发展进行了简要介绍,并针对三坐标测量机在航空发动机零部件检测应用中存在的这些问题,从航空发动机零部件特点、三坐标测量机检测航空发动机零部件的具体测量方法出发,本文提出了一些在现场特别适用的运用指导方法,希望可以改进三坐标测量机在航空发动机零部件检测中的应用效果。

基于双线三段四环的三坐标测量教学探索

探索基于“双线三段四环”的高等教育工程训练三坐标测量教学实施方法:首先,介绍包括技能主线和思政主线、技能与思政同向同行的“双线”教学内容设计;其次,详细阐述三维教学目标、塔式思政体系和教学评价体系设计;再次,提出基于“三段四环”的线上、线下混合式教学实施方案,包括课前、课中、课后三段式具体教学实施过程和“学、练、创、评”四环节岗位技能强化训练策略;最后,通过实际教学实施验证,对该教学方案进行评估和总结。结果表明,基于“双线三段四环”的三坐标测量教学实施方案能够有效提高学生的三坐标测量技能和岗位安全规范意识,对于改进和创新三坐标测量教学具有重要意义。

现场双经纬仪三维坐标测量系统

分析了经纬仪透视投影模型以及双经纬仪三维坐标测量模型。采用线性与非线性相结合的方法来求解双经纬仪坐标测量系统的参数,首先由8个以上空间点在两台经纬仪投影平面内对应的投影坐标计算出本质矩阵E,通过本质矩阵E的奇异值分解以及空间绝对距离的约束采用线性方法求出右经纬仪的投影矩阵,然后建立包含空间点在两台经纬仪投影平面内投影点固有约束以及空间点三维坐标在内的目标函数,并以线性方法求出的参数为初值,采用非线性优化的方法求解最优测量系统的参数。该方法保证了求解参数为全局最优,且求解速度快。试验结果表明,该方法切实可行。

基于计算机视觉的大型工件特征点三维坐标测量方法研究

大型工件特征点三维坐标测量具有其重要性和复杂性，近年来人们提出了各种相关的测量方法，其中计算机视觉方法以其独特的优点引起了广泛的兴趣。本文着重讨论计算机视觉方法在大型工件特征点坐标测量中的应用，提出了一种准确、快速。

经济型大尺寸激光自动坐标测量系统

利用手持式激光测距仪和二轴转台,设计了一种经济型大尺寸激光三维自动测量系统,用于船舶等大型工件的现场测量。介绍了系统的测量原理和主要组成部分,系统无需合作目标,在计算机的控制下自动对目标进行测量来获得相对系统的三维坐标数据。分析了系统的主要误差对测量结果的影响,完成了主要误差的提取实验。最后,利用激光跟踪仪对系统测试水平两点间的距离的测量精度进行了评定,并对船分段模型进行了测量实验。实验表明,该系统对水平放置物体的两点间距离的测量精度达到了1.73mm,对船分段模型的平行平面之间的距离测量精度达到了1.5mm。由于系统构成简单,硬件成本较低,测量精度较高,测量速度大约为1point/s,非常适用于船分段的测量。

复杂线轮廓度误差坐标测量的数据处理方法

本文把平面上复杂轮廓的设计曲线统一地表示为参数矢函数描述 ,运用微分几何理论 ,导出被测工件上测点到设计曲线的距离函数 ,建立复杂线轮廓度误差坐标测量的数据处理模型。文章对算法进行了精度分析 ,并且设计加工了一个凸轮试件 ,通过坐标测量 ,用本文方法精确、快速地计算出凸轮的轮廓度误差。

便携式三坐标测量臂校准和误差补偿

本文提出了用高精度正交三坐标测量机作为空间位置基准,校准便携式三坐标测量臂空间位置误差的方法。采用Denavit-Hartenbeng方法建立了测量臂的测量方程及误差模型。测量臂给出其工作空间内三维坐标位置的测量值与三坐标测量机提供的标准值,分别代入测量臂的误差模型,以误差模型的计算结果作为补偿量,建立误差数据库,直接对测量臂空间位置误差进行校准和误差补偿。利用海克斯康G9128三坐标测量机对FARO便携式三坐标测量臂校准和误差补偿进行了实验研究,并对误差补偿前后实验结果进行了分析与讨论。研究结果表明该方法可有效、快速地对便携式三坐标测量臂空间位置误差进行校准和补偿。

发动机生产线中三坐标测量程序设计与优化对测量精度的影响

本文探究了发动机生产线中三坐标测量程序的设计要点,并对比验证了不同测量方式和评价方式以及温度补偿对测量精度的影响。在三坐标测量程序设计中,首先要配置并校准测针,在此基础上创建工件坐标系、确立测量安全平面和测量方案,并按照该方案寻找提高测量精度的方法。试验表明,测量方式选用扫描测量,数据评价方法选用最大内切圆法,实行温度补偿,对提高测量精度有显著效果。

柔性三坐标测量臂的标定技术研究

给出了一种柔性三坐标测量臂的机械结构、测量方程以及测量误差线性模型,依据高精度正交三坐标测量机提供的标准,运用最小二乘参数辨识法对测量臂进行标定,并较好地解决了测量臂基准坐标系与高精度正交三坐标测量机的坐标系不能完全重合的问题.给出了标定实验结果,并对结果进行了检验.由于所研制的测量臂采用了比较稳定的机械结构以及输出比较稳定的角度编码器,因此标定效果比较明显.比较标定前后的结果,所使用的标定模型能使测量臂的测量精度提高约20倍,具有较好的标定效果及实用性.

三维坐标测量技术在汽车车身检测中的应用

以汽车车身在线检测技术的三种检测手段为例,讨论了三坐标测量机、视觉检测系统和测量机器人的三维坐标测量原理以及应用。

柔性三坐标测量臂几何误差修正

柔性三坐标测量臂用于大尺寸工件的高精度检测及逆向工程,是现代制造业产品精度检测的重要设备。如何做好和完善测量臂误差的分析、检测和补偿,成为提高测量臂测量精度的重要问题。提出了用高精度正交三坐标测量机校准柔性三坐标测量臂关节误差的新方法。通过分析测量臂某一关节的所有几何误差,建立其数学模型;利用正交三坐标测量机和测量臂分别对30个标准球(均匀分布在一个圆上)进行点位测量,测出球心的标称值和实测值,建立了该关节几何误差补偿模型;对工件进行点位测量并进行误差补偿。实验结果表明,通过该误差补偿方法,其最大测量误差从0.04 mm降到了0.003mm,提高了柔性三坐标测量臂的测量精度,同时验证了该误差补偿方法的正确性和有效性。