基于机器视觉的回转体表面微孔数量在机检测方法

油滤是液压系统油路中的一个重要零件,油滤上通孔数量是油滤零件质量检测的关键指标之一。由于其尺寸较小,微孔数目大,难以用人工检测的方式进行统计,因此针对数控加工工序后的油滤零件建立了一种回转体零件表面微孔数量统计的在机检测系统,该系统在数控加工后可以直接对加工零件进行在机检测,避免了零件二次装夹产生的加工误差。利用机器视觉技术,提出了一种不需要预先建立匹配模板、通用性较强的回转体零件表面微孔统计方法,可以自适应地统计各种回转体表面微孔数目。其中,扫描线自适应定位和周期估计算法保证了孔数统计的精确度。结果证明,提出的实际孔数标定方法为孔数统计算法的性能评估提供了重要参考依据。

高动态范围条纹结构光在机检测技术及应用进展

条纹结构光技术是近年来发展迅速的非接触式测量方法,为机械加工在机检测提供了新的解决方案。由于加工环境光线复杂且金属零件本身具有高反光的特性,造成结构光在机检测的精度降低。将高动态范围(High Dynamic Range,HDR)技术应用于结构光检测中,可抑制高反光的影响,实现金属零件在复杂场景的测量。本文首先介绍了结构光测量原理,总结出HDR结构光在机检测面临的难点;其次,对HDR结构光技术进行了全面综述,以机械加工在机检测为背景,对基于硬件设备的HDR技术和基于条纹算法的HDR技术分别进行了归纳分析;然后,根据在机检测的条件需求,对各类技术进行总结,并比较不同方法的优缺点和在机检测的适用性;最后,结合近年来先进制造技术和精密测量的研究热点,对潜在应用进行分析,提出技术展望。

基于PowerInspect五轴在机检测(OMV)的运用研究

本研究项目探讨了如何实现工艺和质量控制自动化,基于数控加工质量控制缺环的解决。在机检测技术(OMV)作为先进的数控加工质量控制技术,可以直接在机床上对工件进行检测,获取定位数据,并根据零件当前状态调整加工程序。这种技术可以大大提高生产自动化能力,减少人工干预和错误率,提高生产效率和产品质量。对于复杂、无传统找正特征的零件,自适应加工技术具有显著优势。

船用柴油机机体孔系平行度在机检测方法

船用柴油机机体孔系平行度的高精度在机检测是制约其制造过程智能化水平的瓶颈技术之一。为此,基于多传感器技术,提出一种空间孔系平行度在机检测方法。在传感器不放入孔内的情况下,仅将测头伸入孔内进行测量,由多个位移传感器的测量值,根据对应传感器所处的位置,计算获得孔系平行度大小。结果表明,该检测方法可有效对空间孔系平行度进行检测,为孔系零件高效在机检测提供了理论基础。

开放式数控系统在机检测模块实现方法

为了实现数控系统在机检测功能,提出了一种基于开放式数控系统在机检测模块实现方法。开放式数控系统采用Windows操作系统,以工控机为上位机,以运动控制器为下位机的结构形式。在机检测系统由开放式数控系统、在机测头、机械系统、驱动系统等硬件组成;采用Visual C++软件基于面向对象思想开发了模块化在机检测系统软件。对测量误差进行了分析并介绍了相应误差补偿方法。实际应用表明,该在机检测模块能够完成复杂曲面的检测,实现了数控系统在机检测功能,有利于节约生产成本、提高生产效率。

精密加工中圆柱度在机检测关键技术

为了保证零件加工精度和提高生产率,在数控加工中心中采用触发式零件检测测头对被加工件的圆柱面进行在机检测,并利用数据读取程序从数控系统内部提取被检测点坐标信息,在计算机内部完成圆柱度误差的计算,克服了零件检测测头自带宏程序无法对圆柱等被测特征进行误差运算的局限性;并且检测数据存储于计算机内,不再受数控系统内存小及运算速度慢的限制.该在机检测圆柱度方法在数控镗铣床DPH50上进行了验证并与三坐标测量机的检测结果进行对比,验证结果良好,已经应用于某研究所关键零件的圆柱度误差检测中.

五轴加工中心的在机检测系统研究

为了避免加工与检测过程中出现重复定位误差，研究了用于复杂空间型面的在机检测方法。通过将测头系统应用于五轴加工中心，分析对应机床在机检测的运动学模型并开发了后置处理程序。将传统的旅行商问题转化为最优匹配问题进行局部快速求解，获取行程段路径规划轨迹。同时提出一种干涉检验方法，利用图形求交判断的方式对检测干涉进行预处理。实现了“S”试件曲面的在机检测，并将获取偏差数据与三坐标测量机的采样数据进行对比，在数据整体一致的条件下，前者的变异系数相对后者降低了7．3％。

磨齿机在机检测机构几何误差链建模与补偿

由于几何误差的影响,现有研究主要考虑末端机构或关键运动轴几何误差补偿,尚缺逐次补偿运动轴几何误差。为了避免形成在机检测机构几何误差链而产生误差累积效应,有效提升在机检测精度。根据自主研发卧式磨齿机在机检测原理,基于多刚体系统运动学和齐次坐标变换理论,建立在机检测机构几何误差链模型。逐次识别并补偿几何误差链中运动轴几何误差后,进行了磨齿机标准样板齿轮检测实验。结果表明:误差补偿前后,齿向精度均为4级;误差补偿后,齿形精度提高4个等级,为4级精度,与格里森检测实验结果相吻合。结果验证了模型的正确性,有望在磨齿机高精度在机检测系统中推广使用。

数控加工精度在机检测技术研究现状

通过为数控机床配备零件精度检测用测头以及相应的检测代码,即构成在机检测系统。该技术将加工和检测集成在同一台机床上完成,避免了多次装夹、重复定位误差,可以较好地解决零件精度超差难以修正和辅助时间长等现实问题。主要介绍数控加工精度在机检测技术的国内外研究现状与进展,包括在机检测系统开发应用、测头预行程误差补偿技术和带修正功能的在机检测系统开发等。并指出目前在该领域存在的一些关键问题,急需进一步解决和提升。

在机检测中基于CVT结构的可展曲面采样策略

根据采样策略进行采样点的选择和布局,是在机检测系统中进行测量轨迹规划的重要前提之一。针对一般随机采样方法的局限性,给出了基于CVT结构采样法的定义,分析了CVT结构采样法和可展曲面的特点,提出了基于CVT结构的可展曲面采样策略。将基于CVT结构采样方法与Hammersley序列采样法、Halton序列采样法进行了比较,结果表明,基于CVT结构采样方法比其他采样方法具有更为良好的采样点分布。

提高触发式测头在机检测精度

在机检测是保证数控机床加工精度的有效手段。文章系统介绍了触发式测头测量系统的特点及其误差组成，阐述了对在机检测系统及其测量误差修正的技术，最后以实例说明了尺寸误差的反馈补偿的效果。

五轴加工中心精度在机检测与校验

随着现代机械加工技术的快速发展,数控机床已越来越显示其优越的性能。尤其是五轴加工中心的应用,大大提高了机床的加工效率。加工中心上加工的产品质量依赖于机床本身精度及性能,因此需要保持数控机床处于良好的工作状态,尤其在加工工件之前需要检测机床的工作精度及可靠性,重点介绍了一种五轴加工中心在机检测与校验的方法,利用雷尼绍高精度的在机测量功能,通过雷尼绍在机测量标准块来检测数控机床各轴的定位精度及重复定位精度,确保机床生产运行的可靠性,保证了产品的加工尺寸精度,该方法具有较好的实用推广价值。

面向在机检测系统的IGES复杂型面再生及其虚拟仿真模型

为实现在机检测系统与通用实体建模软件的数据传输以及与虚拟仿真模型的实时交互,深入研究了基于初始图形交换规范(initial graphics exchange specification,IGES)的拓扑信息,提出了符合该文件格式中各种常用图形实体几何信息的存储结构.以Visual C++为开发平台,设计出符合IGES规范的数据结构及其程序算法,为非均匀有理B样条(non-uniform rational B-spline,NURBS)曲线、直线和组合曲线等多种图元实体都定义了各自的结构体,并且以结构体为节点将其存储到各自的链表当中,最终以类的形式进行封装.借助于OpenGL图形库函数读取存储到链表中的实体数据,实现了IGES数据中基面的绘制以及对内外边界的裁剪,最终完成了对在机检测系统中复杂空间型面的再生以及与虚拟仿真模型的交互.程序成功读取了约1,M大小的IGES数据文件,并实现了原模型的再生.

基于PC机的在机检测技术在配备FANUC系统的数控机床中的实现

基于PC机的数控机床加工精度在机检测技术要求测量结果实时反馈到PC机以便于进一步的数据处理和分析。采用G31指令、外部中断SK IP指令和外部输出宏指令实现在机检测,并利用宏程序实现测量结果的实时输出;最后开发了面向FANUC系统的在机检测子程序并通过现场实验进行验证,结果表明该子程序可以成功地应用于所有基于FANUC系统的数控机床,其运行效果良好,性能稳定。

某数控机床在机检测的搭建与研究

智能制造当今制造业的主旋律,其感知功能主要是通过检测系统来实现的。在数控加工过程中构建在机检测系统能大大提高零件的制造精度和效率,因此开展数控机床的在机检测研究符合时代发展需求,具有广泛的应用价值。通过研究某数控机床的HEIDENHAIN ITNC530数控系统,搭建起该机床的在机检测系统;对系统中探测循环的工作原理和执行过程进行了深入研究,进而实现在制造过程的自动对刀功能,从而大大缩短了零件的加工辅助时间,降低劳动强度,提高加工效率。

在机检测中STL格式自然二次曲面特征参数的提取

根据工件的几何特征及其参数进行测量轨迹规划是在机检测系统中重要的环节之一.为了从STL(stereo lithographic)文件中提取出其所描述的工件模型的几何特征及参数,给出了一种针对其数据文件格式特点的自然二次曲面特征参数提取新方法.该方法首先根据三角面片法向量在高斯球面的映射图像判定自然二次曲面几何特征,然后将快速聚类法和Gauss-Newton法相结合,对STL文件中坐标点进行几何特征参数的计算.计算实例表明,该算法能够稳定、准确地提取出自然二次曲面的几何特征参数.

在机检测中基于无向图结构的STL模型曲面划分方法

对STL(stereo lithographic)模型中三角面片进行曲面划分是解决在机检测系统中对零件模型表面进行检测点布局以及检测路径规划问题的前提条件之一。针对传统曲面划分算法计算复杂度较大、效率较低的情况,提出了一种面向STL模型基本拓扑关系特点的曲面划分新方法。该方法首先对STL模型的基本拓扑关系进行了拓展,利用三角面片相邻关系建立起基于无向图结构的关系模型,然后根据转化后的关系模型,采用深度优先遍历无向图算法在进行曲面片划分的同时完成拓展拓扑关系的建立。计算实例表明:该算法能够稳定、快速的完成对STL模型的曲面片划分。

在机检测中三角网格拓扑重建方法的研究

对STL(Stereo Lithographic)模型中三角面片进行拓扑重建是解决在机检测系统中对零件模型表面进行曲面划分的前提条件之一。在建立点-边拓扑关系的基础上,将原有基于顶点坐标值浮点数比较的半边匹配结构转化为基于索引值的整型数匹配,并提出了基于关联-散列结构三角网格拓扑重建方法。该方法采用散列结构为辅助数据结构来减少STL模型顶点归并和边界归并的计算量,利用STL模型相邻网格单元数据相关性降低哈希函数的构建难度并提高冲突处理效率,在滤除冗余数据的同时完成拓扑关系的建立。计算实例验证了该算法的高效性和有效性。

一种在机检测触发式测头精度现场快速标定方法

通过改变探针长度、探测速度和探测角度等参数,测定一款国产在机检测用触发式测头的预行程误差并建立误差补偿数据表。针对触发式测头由于自身三脚支架结构导致各向异性明显的特点,提出一种“离线误差数据表”+“在线方位判定”相结合的现场测头三脚支架方位快速标定方法。经实验验证,该方法能有效提高测头精度,并且提高在机检测标定效率90%以上。

结构件在机检测技术研究

为提高飞机结构件的加工质量和效率,实现结构件的快速数控编程加工,提出了在机检测的方法,构建了检测系统的体系结构。首先,提出了基于STEP的集成结构件在机检测流程,论述了检测数据规划、测量程序后处理、测头误差标定和测量误差分析等关键技术,最后通过实例证明了方法的有效性,提高了结构件数控编程的效率和质量。