新型旋转激光扫描系统轴系调整与误差标定

旋转激光扫描系统是一种基于精密转台结合多路激光的空间多目标并行角度传感系统。为改善系统光源性能,设计了一种采用光纤从外部导入光源的新型轴系结构。但是当激光以一定角度穿过中空的转轴进入镜组后,若倾斜入射柱镜,将导致出射的扫描光面型发生变化。针对此问题,研究了一种基于平行线的传递性的激光光轴姿态的调整方法,并借助激光跟踪仪测量平台,分别对光轴与转轴轴系进行拟合,建立了对光轴倾斜误差的标定方法。实验结果表明,调整后光轴与转轴轴线的空间夹角优于0.15°,完全满足扫描光截面中心直线度对激光入射柱镜的角度要求。该调整方案可用于系统的装配环节,使扫描光更加接近理想平面,有助于系统测量精度的提升。

利用激光跟踪仪对机器人进行标定的方法

提出一种简单的利用激光跟踪仪和线性方程最小二乘解对机器人进行标定的方法。通过将机器人运动学方程线性化,建立机器人末端凸缘盘位置误差与连杆D-H参数误差的关系方程。利用激光跟踪仪确定机器人的基坐标系,并通过圆周法求解每个关节电动机的直线方程,进而可以求得机器人的连杆扭角。通过激光跟踪仪测量机器人目标点的坐标值,并通过串口获得机器人6根轴的角度值建立标定方程。通过求解此方程,获得机器人的实际D-H参数,并将此参数应用于修正系统的运动学模型,能够提高机器人的绝对精度。最后对解算过程中的误差和原因进行说明,并对机器人的误差原因进行分析,指出标定过程中需要注意和改进的几个问题。

基于距离精度的测量机器人标定模型及算法

对机器人绝对位置误差进行检测和补偿时,通常要涉及到测量系统坐标系与机器人基础坐标系间的坐标变换,由于这个变换很难精确测定,从而导致测量机器人的绝对位置精度降低。为了克服这一情况,可改用空间两点间的距离精度来衡量机器人的绝对位置精度,这样可简化测量过程。利用距离精度的定义,建立了机器人的距离误差模型,该模型可以避免坐标转换带来的误差,降低对测量系统的精度要求。同时,激光跟踪仪测试技术的应用,使得机器人的位姿测量变得非常容易。最后给出了此模型及算法在IRB2400机器人上的应用实例。

采用互扫描法自动标定工作空间定位系统

针对工作空间定位系统(wMPS)现有标定技术效率低,标定程序复杂且须依赖外部测量设备等问题,本文在在研究wMPS测量原理的基础上提出了一种采用互扫描技术的自动标定方法。该方法结合该系统的扫描激光平面测量原理及使用特点,通过在基站上安装已知坐标的接收传感器,采用互扫描技术完成自动标定。文中以两台基站为基础,详细阐述了该方法的数学原理,并给出了基于几何约束的平差模型及其迭代解法。依托天津大学研发的wMPS实验平台对本方法进行了验证,并与基准尺标定法进行了比对。实验结果显示,采用本方法可以实现系统的自动标定,在距离基站5m内的测量空间内可获得0.6mm的坐标测量精度。该方法在保证系统测量精度的同时大大提高了系统的测量效率。

机器人柔性视觉检测系统现场标定技术

针对江淮车身厂的轿车车身提出了一种基于工业机器人的柔性视觉检测系统.通过控制机器人在空间的位姿变换,立体视觉传感器能够依次到达空间指定测量位置采集空间特征点的图像信息,并通过计算图像数据获得该点的三维坐标数据.利用双经纬仪和精密靶标对机器人视觉测量系统进行整体标定,同时完成了测试试验数据的采集及计算,取得了较好的测量效果.该系统柔性好、测量无死角,能适应生产线多车型检测的需要.

白车身柔性测量机器人本体补偿方法

为了提高柔性坐标测量系统的精度,提出了测量机器人本体的补偿方法。利用距离误差模型构造出机器人本体的约束方程,并求解出机器人的实际几何参数,进而将该参数应用于修正系统的运动学模型。通过运用修正后的运动学模型对车身点实施测量,并与跟踪仪的实测距离数据进行比较。实验表明,补偿前后测量系统的重复性精度基本没有发生改变,误差低于0.1mm,但补偿后测量点间的距离误差由0.6mm降到0.3mm以下,精度大为提高。

三维荧光光谱融合小波包分解融合Fisher判别分析及支持向量机识别紫苏

为实现紫苏品种的快速鉴别,避免以次充好,选取4个品种的紫苏采集三维荧光数据,提出了一种基于小波包分解融合Fisher判别分析(Fisher discriminant analysis,FDA)的荧光数据特征选择策略,并实施了4种紫苏的有效鉴别。首先,对三维荧光数据进行预处理,采用Delaunay三角形内插值法去除瑞利散射和拉曼散射,以消除它们的不利影响;运用Savitzky-Golar卷积平滑对数据进行平滑处理,以减少噪声的干扰。同时,对三维荧光数据进行初步筛选,去除了荧光强度小于0.01的发射波长。然后,对各激发波长对应的发射光谱进行3层sym4小波包分解,计算得到最低频段的小波包能量值,作为各激发波长光谱数据表征量。接着,再利用FDA对小波包能量进行判别分析,将其所包含的差异性信息进行融合,得到FDA生成的新变量,并选取累计判别能力达到99%的前3个FD变量作为不同品种差异性信息的表征变量,提出三维荧光数据的表征策略。最后,利用BP神经网络(backpropagation neural network,BPNN)和支持向量机(support vector machine,SVM)两种模式识别算法对表征变量进行分析,得到FDA+BPNN和FDA+SVM两种鉴别结果。FDA+BPNN的训练集正确率为97.5%,测试集正确率为95%;FDA+SVM的训练集和测试集的正确率均达到98.33%。结果表明,三维荧光光谱技术结合小波包分解、FDA和SVM算法基本上能够实现紫苏品种的鉴别。这为后续有关紫苏的进一步检测研究(如某些有效成分的定量检测)提供了研究基础。

工作空间测量定位系统加权问题研究

工作空间测量定位系统(workspace Measuring and Positioning System,简称w MPS)是一种基于旋转激光扫描平面定位技术的室内大尺寸定位系统。它可实现计量精度的三维坐标测量,主要应用于制造加工及装配领域。作为一种分布式系统,工作空间测量定位系统也存在着为不同测量节点分配权重的问题。考虑到在定位过程中误差的复杂性,提出一种根据不同测量区域,利用统计数据对不同测量节点动态分配权重的分权方法。为验证此方法,设计了对比实验,实验结果表明:文中提出的加权方法可显著提高工作空间测量定位系统的测量精度。

船舶振动实时监测网络系统

航空领域内,飞机机内的振动噪声的监控上采用了示波器这一可靠而又传统的检测仪器。随着国内外船舶工业的需要和发展,噪声振动已经成为一个不可忽略的问题。现组建了基于CPLD和DSP为核心的监测网络,网络协议由CAN总线、I2C总线以及并行总线构成。系统通用性好,可靠性高,实时性强。

摩阻材料用耐高温酚醛树脂的研究

采用金属有机化合物封闭酚羟基，可提高酚醛树脂的耐热性。根据该原理采用本体法制得的改性酚醛树脂可很好地用于摩阻材料的生产中。

面向现代柔性制造的工业机器人高精度控制方法

近年来,我国正大力发展航空航天事业,以工业机器人为基础构建柔性制造单元或柔性生产线,实现产品快速化、柔性化、自动化生产,对航空航天制造企业生产模式转型升级、提升装备制造能力和产品性能具有重要意义和价值。然而,由于本体结构及使用环境限制,工业机器人绝对定位精度低、长期稳定性差,尚无法直接适应现代新型制造环境下各行业的新应用、新需求。梳理并总结了当前国内外在提高机器人定位精度方面的研究方法和技术,提出未来工业机器人定位精度提升方法的研究思路,对于工业机器人在航空航天业的应用发展有一定指导意义。

基于瞬时转速的旋转激光测量系统测角精度评价

旋转激光测量系统基于光电扫描的计时方式,利用以时间差测位置差的时空转换思想,借助搭载有线型激光器的匀速转台作为旋转测尺进行测量,系统测角精度与转台匀速性相关。为了研究系统的转速稳定性及它与测角精度的相关规律,对系统测角误差、转速评价指标和瞬时转速算法展开研究。建立了角度测量模型,分析了瞬时转速波动对测角误差的影响机理;引入瞬时转速稳定度作为转速评价指标,并针对低精度码盘提出了一种基于脉宽误差补偿的瞬时转速算法,最后进行了实验验证。结果显示,对比传统M/T法和补偿算法,某气浮轴承发射站的瞬时转速波动测量值从±4.5 r/min降至±0.25 r/min,瞬时转速稳定度降至±4″。补偿算法的瞬时转速测量精度优于传统算法,测角精度与瞬时转速稳定度存在一致性规律,可以使用瞬时转速稳定度对系统测角精度进行快速评价。

基于Windows多线程的机器人通讯系统的研究

介绍了基于ABB公司的机器人IRB2400/10,通过串口与PC机进行通讯的实现方式。采用W in-dows环境下的多线程技术以及机器人的多任务系统可以实现实时的数据传输,能够及时得到机器人的一些参数。克服了传统串行口通讯中的迟滞性和不可靠性,为实现PC机和机器人间的通讯提供了模式。

基于XC2VP7的光学柔性测量机中高速图像处理技术应用

光学数码柔性通用坐标测量机的提出是为了满足现代制造对精密测量的要求,它可以实现一般坐标测量机的所有功能,并且易于现场组建,具有通用性。由于目前所采用的数码成像器件具有很高的像素,为了提高系统的测量速度,本文将Virtex-ⅡPro系列FPGA应用于光学柔性通用坐标测量机中,构建了基于FPGA的高速图像处理的硬件平台,采用外围FPGA结构与嵌入式CPU的软硬件协同工作实现图像的低层次处理算法,加速了图像处理的速度。

一种新型高速智能视觉传感器的设计与实现

视觉传感器与DSP和FPGA相结合,构建了一种集图像采集和处理于一体的高速智能视觉传感器。FPGA的使用使图像处理硬件化,大大提高了图像采集处理速度;DSP的运用使传感器可以拥有自己的CPU,并可以进行一些复杂的运算,因而更加智能化,网络化。

基于TMS320F2812的实时噪声CAN监控网络系统

采用以TI公司的TMS320F2812和M icrochip公司的MCP2551为核心的分布式控制结构,研究了CAN总线在振动噪声检测系统中的应用。介绍了控制网络的硬件结构及物理接口,并对网络通信协议及软件进行了较为详细的论述。着重介绍了振动检测单元的硬件实现,基于有限脉冲响应(FIR)数字滤波与快速傅里叶变换(FFT)的实时数据处理过程。系统通用性好、可靠性高、实时性强。

基于XC2VP7的光学柔性测量机中高速图像处理技术应用

光学数码柔性通用坐标测量机的提出是为了满足现代制造对精密测量的要求,它可以实现一般坐标测量机的所有功能,并且易于现场组建,具有通用性;由于目前所采用的数码成像器件具有很高的像素,为了提高系统的测量速度,将Virtex-Ⅱ Pro系列FPGA应用于光学柔性通用坐标测量机中,构建了基于FPGA的高速图像处理的硬件平台,采用外围FPGA结构与嵌入式CPU的软硬件协同工作实现图像的低层次处理算法,加速了图像处理的速度。

摩阻材料用增韧酚醛树脂的研究

采用不饱和脂肪酸与苯酚先反应成改性酚，再与甲醛缩聚成酚醛树脂的合成工艺可行。其中不饱和脂肪酸有效地提高了树脂的抗冲击强度。这种改性树脂更适于作摩阻材料。

机器人柔性在线自动测量方法技术及应用

指出面向制造现场的在线自动化测量是当前精密测量技术研究的一个重要方向,也是现代制造技术发展过程中不可或缺的重要组成部分。利用当前工业机器人性能(稳定性、可操作性、定位精度)优势,将工业机器人技术引入到测量领域,和视觉测量、精密测试理论相结合,提出了一种全新的柔性在线测量新方法,并研制了测量设备(柔性在线视觉检测站),旨在发展面向多品种混流共线流水线制造的在线测量方法和装备,解决汽车制造等主流产业中急需的柔性在线测量问题。

基于激光跟踪仪的机器人运动学参数标定方法

工业机器人的连杆参数误差是影响其绝对定位精度的最主要因素,为改善机器人的绝对定位精度,借助了高精度且可以实现绝对坐标测量的先进测量仪器——激光跟踪仪,以及功能强大的CAM2 Measure 4.0配套软件,从机器人自身的运动约束出发,构建起实际的D-H模型坐标系,进而对运动学参数进行了修正,获得了关节变量与末端法兰盘中心位置在基坐标系下的准确映射关系.结果表明,标定后的平均误差及均方根误差均改善了400/0以上,且该方法易于实现,通用性强,能明显改善精度.