基于关节臂测量仪的大齿轮测量方法研究

目前大齿轮的测量方法依然存在着较大的提升空间,针对这一情况,提出一种基于关节臂测量仪的大齿轮测量方法。应用六自由度关节臂测量仪,对大齿轮齿廓面进行采点,收集点云数据。设计一种齿面测量辅助尺,确定关节臂测头的采样位置,并保证测头的采样方向一致。运用双三次NURBS插值方法,创建出实际齿面模型。通过得到的实际齿面齿廓,与两条理论齿廓间的法向距离求得齿廓偏差,运用分度圆处矢量法确定实际齿面齿距,与理论齿面齿距进行比较得到齿距偏差。最后,运用该方法对某大齿轮进行大齿轮测量,求得单个齿距偏差为21.5814μm,齿廓偏差为35.2006μm。结果表明该测量方法是可行的和有效的。

基于关节臂测量机逆向建模功能的锥面厚度尺寸测量

常用外径千分尺测量锥面结构的零部件的锥面厚度,但该测量方法难以测量结构复杂或大尺寸锥形件的壁面厚度。提出了一种基于关节臂式测量机逆向建模功能的锥面厚度尺寸测量方法,利用关节臂式测量机的逆向建模功能,通过测量探头与锥形面接触位置相对于另一锥面的法向距离,实现大尺寸复杂结构锥形件的厚度尺寸测量。

便携式关节臂测量机和Geomagic Studio在曲面逆向工程中的应用

快速、准确和完整地获取曲面实体的点云数据以及对点云数据进行快速、准确的后处理得到CAD模型是逆向工程实施的关键。以叶片为例,研究利用便携式关节臂测量机配合Scanworks V5激光扫描测头对曲面进行点云数据采集,并利用Geomagic Studio软件对点云数据进行后处理得到高质量NURBS曲面模型的方法。实践证明,该方法可保证模型数据的完整性与精确性,从而生成高质量的模型,既符合实际生产制造的需要,又可缩短产品开发周期,降低产品成本,具有重要的实际工程意义。

利用激光型关节臂测量机重建心血管模型的方法

激光型关节臂测量机是基于三维激光扫描技术,由ROMER绝对关节臂和高性能激光扫描测头组成的测量系统。本文首先简单介绍了三维激光扫描技术的优点,分析了基于三维激光扫描技术建立心血管模型的原因,然后介绍了激光型关节臂测量机的测量原理与优点,着重阐述了心血管模型建立的流程,并通过重建心脏内部复杂曲面进行了验证,得到了比较理想的结果。

自驱动关节臂测量机结构设计与仿真分析

为了使自驱动关节臂测量机的结构满足测量和定位精度要求,通过分析自驱动关节臂测量机的工作原理,建立了测量机的运动传递模型,完成了测量和定位误差源分析,在此基础上对关键部件进行设计和选型。对测量机进行了整体结构设计和关节结构设计,得到最优设计方案,在此基础上推算出各个关节的重力矩及惯性矩,完成了各关节模组的选型。建立了测量机的三维虚拟样机,对虚拟样机的几种典型测量姿态进行了静力学和结构变形分析,根据仿真结果进行优化设计,使测量机在典型和极限测量姿态下的静态变形均符合设计要求。针对测量机测量过程的触测段进行动态变形仿真,仿真结果表明竖直(Y)方向动态变形误差较大,需要建立动静态误差补偿模型进行修正。进一步对测量机进行模态分析,分析结果表明测量机的最高运行频率低于最低阶固有频率,不会产生结构共振以致影响测量和定位精度。

自驱动关节臂测量机双电机同步控制系统研究

针对自驱动关节臂测量机双电机的同步控制问题,设计了一套适用于双电机同步运动控制系统。该系统以FPGA为主控芯片,STM32为辅助芯片,通过CAN总线通信,采用LabVIEW软件编写上位机软件,并搭建了双电机控制调试界面。通过对双电机设定不同的位置和速度参数进行了正、反转实验,对实验结果进行分析计算,得到电机转角的最大误差值为0.684rad,经谐波减速器后转角的最大误差为0.39°,双电机同步时间控制精度为1ms,满足系统的技术指标要求,保证了双电机的同步控制,为后续开发自驱动关节臂测量机整体的控制系统奠定了基础。

基于关节臂测量机的发动机叶片型面测量技术研究

航空发动机叶片的型面质量直接影响其能量转换效率,长期以来针对复杂曲面零件的数字化测量一直是众多学者的研究热点。关节臂测量机既能通过硬测头实现接触式测量,又能实现非接触式激光扫描测量。基于特征块的特征并结合最小二乘法实现点云数据的精确拼接,对发动机叶片数字化测量技术的发展起到了积极的作用。

基于关节臂测量机的钣金件曲面逆向建模研究

应用关节臂测量机,结合三维设计软件CATIA和逆向软件Polyworks对汽车钣金件进行混合逆向设计。对逆向工程、扫描设备及配套软件进行简介;对曲面重构方法做简要说明;详细描述了钣金件的数字化扫描、云点采集、云点处理、曲面设计及数字化建模。最后用斑马线对曲面进行分析,从而重构曲面结构的质量。

关节臂测量仪在机械加工产品方面的应用

关节臂测量仪在机械加工产品的测量中有广泛的应用,关机臂测量仪可以利用MBD数模快速准确的对被测零件进行测量。测量过程用时短、测量精度高,操作便捷。可以便捷的移动到传统CMM无法到达的测量区域进行测量。提出了针对几个典型场景下的几种可供参考的测量方案。

关节臂测量机的校准方案与选择

使用常见的通用测量标准器具,就关节臂测量机的校准,制订经济有效、切实可行的校准方案,从而达到满足关节臂测量机性能的校准要求.

碳纤维臂杆变形对关节臂测量机精度影响分析

柔性关节坐标测量机多采用碳纤维杆来制造臂杆,本文以3K丝束的T300碳纤维杆材为研究对象,在对碳纤维管性能实测实验的基础上,完成了关节臂测量机三种极限位姿条件下的三维建模和仿真,系统分析了臂杆的弹性变形对关节臂测量机精度的影响。

ROMER INFINITE2．0柔性关节臂测量机——目前最高精度的关节臂式测量机

作为柔性关节臂测量技术的发明者和革新先驱，海克斯康（Hexagon）集团旗下ROMER公司所设计和制造的INFINITE系列关节臂测量机确立了业界的新标准。

自驱动关节臂坐标测量机双关节模组结构设计与优化

由模块化单关节构成的六自由度自驱动关节臂坐标测量机存在运动学求逆解困难、制造与安装误差大等问题,难以满足测量机高精度、低误差的测量需求。通过分析自驱动关节臂坐标测量机的工作原理和技术要求,提出双关节的设计指标,设计了一种集俯仰和旋转于一体的新型双关节模组,关节采用电机驱动、减速器输出和制动器保护的传动方案,对模组内部关键零部件进行选型和设计,并在SolidWorks软件中对双关节模组进行结构组装。利用ANSYS Workbench软件对双关节模组进行结构静态变形与双轴垂直度分析,并对关节外壳、端盖等部件进行结构优化。结果表明,双关节模组最大静力变形为0.02208mm,结构柔性变形为0.011029mm,关节主轴间垂直度误差为7.2″,优化后的关节外壳和端盖体积分别减少了9%和12%,满足双关节刚度和精度的设计要求。

基于复合标定和极限学习机的关节臂式坐标测量机残差建模及补偿

运动学标定是提高关节臂式坐标测量机精度的主要方法,但运动学标定后的残余误差对其测量精度和稳定性仍有很大影响。本文提出一种基于复合标定和极限学习机的关节臂式坐标测量机残差建模及补偿方法,以提高关节臂式坐标测量机的测量精度。首先,在关节臂式坐标测量机运动学建模和误差建模的基础上,建立了运动学参数辨识模型,并依次进行角度参数辨识、长度参数辨识和长度参数等比例缩放的复合辨识,完成了七自由度关节臂式坐标测量机的运动学标定。其次,通过对标定后残余误差图谱的分析,发现残余误差与测量构型有关联,进而构建了以测量摆角、仰角、距离和转角为变量的测量构型。由于测量构型变量与残余误差存在强非线性关系,提出一种基于极限学习机的残余误差预测和补偿方法。通过实验对本文所提模型及方法的有效性进行验证,结果表明:进行残差修正后关节臂式坐标测量机的单点测量误差最大值由0.061 mm下降到0.044 mm,误差均值由0.023 mm下降到0.017 mm,误差标准差由0.011mm下降到0.007 mm;长度测量误差最大值由0.137 mm下降到0.074 mm,误差均值由0.033 mm下降到0.021 mm、误差标准差由0.037 mm下降到0.019 mm。

自驱动关节臂坐标测量机轨迹在线控制模型

为了提高自驱动关节臂坐标测量机的控制精度,需要研究其轨迹控制方法,提出基于特征融合的自驱动关节臂坐标测量机轨迹在线控制模型。利用机器人(Denavit Havtenbery,DH)法构建自驱动关节臂坐标测量机的DH模型,对坐标测量机的运动学展开分析,提取多个关节臂坐标测量机的轨迹特征,融合上述特征,获得测量机在工作状态下的轨迹变化情况,最后通过笛卡尔空间根据轨迹特征构建轨迹在线控制模型,完成自驱动关节臂坐标测量机的轨迹控制。实验结果表明,所提方法的关节角度跟踪精度高、轨迹控制误差小。

运用改进的教学-模拟退火算法辨识关节臂式三坐标测量机的结构参数

为了提高关节臂式三坐标测量机的精度,降低其运动不确定度,提出了一种改进的教学-模拟退火混合优化算法来辨识其结构参数并补偿其误差,从而提高其精度。分析了教学算法(teaching-learning-based optimization,TLBO)的优缺点并对其进行改进从而得到改进的教学算法;提出了一种收敛精度转换准则,将改进的教学算法(modified TLBO,mTLBO)和模拟退火算法(simulated annealing,SA)融合得到改进的教学-模拟退火算法(mTLBO-SA);基于此理论和单点重复率误差实验,分别用TLBO、SA和mTLBO-SA对关节臂式三坐标测量机的结构参数进行了辨识;分别用辨识前后的关节臂式三坐标测量机再次进行单点重复率误差实验,并比较相应的实验结果。实验结果表明,所提算法能有效且高效地辨识关节臂式三坐标测量机的结构参数,进而有效提高其定位精度,降低其运动不确定度。

自驱动关节臂坐标测量机关节角度实时测量系统

针对传统的光电编码器角度测量方法无法满足自驱动关节臂坐标测量机角度高精度实时测量的问题,设计了基于FPGA组合设计方法的光电编码器角度实时测量系统,由原理图输入设计的抗扰动模块、Verilog HDL语言设计的四倍频辨相计数模块、Qsys搭建的数据传输模块和Visual Studio设计的软件模块组成。通过与数字采样频率为1 MHz的16位USB-6229数据采集卡同步对比实验结果表明,在相同条件下,FPGA与数据采集卡同时测量光电编码器的数据完全吻合,因此设计的光电编码器角度实时测量系统可以直接运用于自驱动关节臂坐标测量机的关节角度测量。

关节臂坐标测量机的性能评价方法

从影响关节臂测量精度的主要因素出发，提出了相应的测量方法，逐一检查各种测量的异常状态，根据检查结果对关节臂测量机的性能进行了正确评价。

自驱动关节臂坐标测量机误差分析与结构优化设计

为了满足自驱动关节臂测量机(AACMM)测量精度对结构设计的要求,通过分析测量机的结构和测量工作原理,确定了引起测量和定位误差的误差源,并对关键零部件进行设计和选型,在此基础上建立了三维样机。利用不同测量姿态下的测量机静态变形和不同运动测量速度、测量姿态下的刚柔耦合变形值来指导测量机结构优化设计。仿真实验结果表明,测量机静态变形误差最大值降至0.41 mm,重复定位精度达到0.01 mm,满足设计要求。

一种基于激光跟踪仪与关节臂测量机的大尺寸工件组合测量方法

针对大尺寸工件测量效率低,精度要求高等问题,分析传统大尺寸工件测量技术缺点,结合数字化测量设备性能互补,提出一种基于激光跟踪仪与关节臂测量机的大尺寸工件组合测量方法。首先,对大尺寸工件进行测量区域划分,并设置测量公共点。之后,通过测量公共点的坐标拟合,完成各测量区域的自动拼接,并进行3D比较,实现对大尺寸工件的质量检测。将组合测量方法与传统测量方法进行比较,突出该方法优越性,并进行实例分析,证明本文方法的有效性。