复杂深孔内轮廓数控加工误差在位修正技术

提出了复杂深孔内轮廓数控加工误差在位修正技术,基于PID控制器构建了复杂深孔内轮廓数控机床运动学模型。采用正解模型和逆解模型,分别计算刀心位置轮廓误差和刀轴方向轮廓误差。采用复杂深孔内轮廓数控机床在位修正技术对输出的实际刀轴、刀心运动方位和进给轴运动方位进行比较。实验结果表明:应用该技术计算复杂深孔内轮廓数控机床轴刀尖位置较为精准,计算的数控加工误差数值与实际误差数值极为吻合,可减少加工误差,应用效果较佳,有效提升了复杂深孔零件的加工精度。

基于线结构光的复杂深孔内轮廓三维测量方法

为了对孔内轮廓参数进行快速高精度测量,建立了一种基于线结构光的复杂深孔内轮廓三维测量系统.介绍了系统构成及测量原理、数学模型建立以及孔内截面轮廓尺寸计算方法.提出形态学光条细线化与灰度重心法相结合提取亚像素光条中心线算法.应用该系统对直径φ130.0mm的复杂孔内轮廓进行实验,测量长度70mm时,阳线圆直径测量误差为±32μm,阴线圆直径测量误差为±54μm.

复杂深孔内轮廓结构光图像畸变矫正算法

为实现针对复杂深孔内轮廓表面几何参数的高精度测量,建立了基于结构光的内轮廓检测系统,但由于深孔内轮廓的曲面特性,相机采集到的图像相比于内轮廓展开后的平面图像存在较大的几何畸变,直接影响到内壁几何参数的量化精度。首先针对深孔内轮廓和内轮廓展开结构进行无差别建模,分析两者之间的空间坐标转换关系;然后综合考虑畸变矫正的精度和速度,借鉴三次样条插值函数、离散映射等理念提出了基于离散映射的深孔内轮廓矫正算法,实现针对深孔内轮廓的畸变在线矫正,检测精度达到亚像素水平,低于0.1 mm。

基于圆结构光的复杂深孔内轮廓尺寸测量方法

涡流法、超声法测量深孔截面轮廓尺寸精度低,而光学单点扫描法测量效率低。介绍了一种基于圆结构光的复杂深孔内轮廓3维测量系统,提出了一种采用FFT分析和差分分析进行测试数据处理的方法,能够实现快速高精度测量。测试系统主要由圆结构光发生器、扩束锥镜、成像锥镜、镜头和CCD组成,对于获取的每一幅被测截面的结构光图像,首先提取光条中心,对光条中心上的点作最小二乘法拟合获取光条中心拟合圆心,并以此圆心点将光条中心线展开,展开波形中存在整体形状误差,主要由圆心偏心误差、椭圆形状误差两个周期性误差分量构成,由于二者振动频率与细节分量的振动频率不相同,借助于FFT分析,将两个误差分量分离出来,进而采取措施减小其对系统的影响;差分分析用于去除阴线和阳线之间的过渡线。该方法提高了阴线圆与阳线圆尺寸计算的精度和效率,实验结果表明,系统内径测量精度达到0.05 mm。

基于环形光切法的复杂深孔图像检测

针对膛线炮身管提出了一种基于环形光切的图像检测方法。该方法利用环形激光束照射到深孔内膛表面上形成的环形光斑图像进行检测。通过对环形光斑亮度极值线的亚像素提取、缺陷点剔除、数据分离、参数回归和系统标定,实现了截面形廓和尺寸的检测;通过多个截面形廓数据,实现了深孔内膛形貌的检测。在对直径为130mm的膛线炮身管的检测中,该方法的单点轮廓测量精度达到了0.1mm,满足了身管质量控制和使用维护所需要的测量精度要求。