CMM测量曲面测头半径补偿与路径规划研究

根据测量曲面的目的把三坐标测量机测量曲面的模式分为两种,即检测模式和重构模式。按照两种不同的测量模式对三坐标测量机测头半径补偿与曲面测量路径规划进行研究。通过实例证明本文所述方法是正确的、实用的。

高速扫描CMM的几何动态误差

利用有限元软件研究了CMM在快速探测时导轨几何误差的动态模型。研究表明,X导轨的绕Y和Z方向的角误差εY(x)与εZ(x)能产生显著的动态效应。它们的动态误差造成CMM,尤其是低刚度CMM中对应测端静态分量大的改变。由此,提出一个能提高CMM快速探测时误差补偿精度的简单方法,即根据探测速度及Y坐标值对几何误差曲线进行平滑化。

基于虚拟样机技术的VCMM构建与测量方法

从现代设计与制造的发展和特点出发,建立了二维四层的虚拟坐标测量机的体系结构,在此基础上结合三维建模系统,在ADAMS环境中构建了虚拟坐标测量机.同时就虚拟坐标测量机中的关键技术测头补偿问题,提出了具有独特结构的半球形测头测量及半径补偿方法,大大简化了测量和数据处理过程,为在虚拟坐标测量机上进行CAD模型形体表面的任意截形测量提供了一种快速、精确、方便的测量解决方案.

CMM测头半径补偿公式中补偿方向的确定

针对补偿公式中法矢与外法矢一致性存在变化的情况,根据CMM实际测量的过程,提出了一种“法矢固定法”,简化了补偿公式.随后通过计算机仿真进行了验证,并给出了一个测量实例.

自由曲面CMM测量测头半径补偿方法

测量机测量曲线和曲面时获取的数据是测头中心坐标值,因此必须对测头半径进行补偿。在总结目前测头补偿方法的基础上,提出以达到测量目的为宗旨,将自由曲面测量分为检测模式和重构模式,根据测量模式采取不同方法对测头半径进行补偿。检测模式下通过比较测头半径与测点到被测曲面的距离大小来判断曲面是否合格,重构模式下通过求取测头球心面的等距面来获得被测曲面,从而实现测头半径补偿。对于点到曲面距离的算法、等距面计算进行了研究。

Design and Applications of A 3D Precision Probe

A 3D probe used for NC\|copying process is proposed in the paper. The construction of parallel springs is adopted in the probe. It has compact structure and little volume. By adjusting spring force and improving sensitivity, the probe can be used in CMM. Errors of the probe are analysed. Performances of the probe are verified by test of measuring force, verification of precision of single axis and plane precision.

坐标测量机动态测量不确定度评定研究

目前人们对三坐标测量机动态测量不确定度仍采用静态测量理论来评定,与其实际使用情况不符,带来一定的评定误差,本文分析了触发模式下三坐标测量机测头的主要动态误差源,通过改变测量速度和逼近距离对测头(Renishaw MH20i)动态误差的影响进行了实验测试,采用Monte Carlo方法对三坐标测量机测头动态测量不确定度进行评定,与使用传统的测量不确定度A类和B类评定结果相比较,本方法不受直接测量量相关性的限制,受问题条件限制,评定更符合实际情况。

番茄细菌性溃疡病菌的实时荧光PCR检测

由C lavibacter m ichiganensissubsp.m ichiganensis(Cmm)引起的番茄细菌性溃疡病是一种严重危害番茄生产的种传细菌性病害。根据ITS序列多态性设计引物及TaqM an探针进行实时荧光PCR检测的结果表明,这组引物-探针能检测出所有供试的Cmm菌,对照菌均未检测到荧光信号。用接种但未显示症状的番茄苗叶片及人工处理的带菌种子提取的核酸作为模板,均能检测到病菌,其检测灵敏度比常规PCR高约100倍。实验中不需病原菌的分离培养及PCR的后续处理。该方法快速、简便、安全、准确,适用于出入境检验检疫及种子、种苗健康检测领域。

三坐标测量机使用中的典型问题及其解决方案

使用三坐标测量机过程中经常会遇到一些问题影响测量精度,如由于测头配置不合理导致测量误差偏大,小圆弧短直线的测量结果明显偏离实际值,或因同轴度测量误差较大,导致合格品误检为不合格品,有时则因深孔圆柱度测量结果较实际值偏小,使不合格品误检为合格品,在对上述问题的成因进行深入分析的基础上,提出了具体可行的解决方案,为合理使用三坐标测量机奠定了基础。

纳米坐标测量机的三维接触式测头机构

介绍了一种新型的用于纳米坐标测量机的三维微纳米接触触发式测头机构.本测头以灵敏度高、抗干扰性强的布拉格光纤光栅(FBG)为测量的敏感元件,根据FBG对轴向应变变化敏感的特点,开发了一套有效触发测量力小的柔性悬架机构,该机构为三悬丝-六边中心连接体的悬架结构,相间隔的3边延伸悬臂与3根布拉格光纤光栅相连,当测球发生预行程变化时,由测杆带动柔性悬架机构产生偏摆,从而带动3根FBG发生轴向的拉伸或压缩,进而产生传感信号的输出.由于测头结构复位性是衡量测球和工件分离后能否回到初始位置的标准,是测头其他各项指标的基础,因此结合激光干涉仪和精密微动平台,采用光学非接触干涉测量方法对该测头机构的实际复位性能进行了测量.结果表明,测头系统采用15 N的预紧力安装悬丝,可得到较好的复位性和灵敏度,该测头机构复位性精度在20 nm以内,满足微纳米量级高精度测量的需要.

智能三坐标测量机检测规划问题的研究综述

从测头和测头方向的选择、测量点数目及其位置的确定、检测路径的规划、碰撞检查和碰撞规避问题等几方面对自动检测规划的研究和发展做了较全面的综述 。

三坐标测量机驱动的摄像机标定技术

为了降低摄像机的标定费用和提高标定精度,提出了一种基于三坐标测量机平动的摄像机标定技术,对该技术的原理、数学模型、标定步骤和标定精度进行了研究。根据摄像机标定的基本原理,利用三坐标测量机沿X、Y、Z轴移动和正交精度都很高的特点,以三坐标测量机带动待标定摄像机产生和白色陶瓷标准球球心(标定特征点)在X、Y、Z轴方向上的相对平动,得到标定特征点在测头坐标系中不同位置的坐标;在每一个确定位置,摄像机拍摄标定特征点的像,经图像处理后,计算出像点在计算机帧存坐标系中的坐标。引入测头坐标系,建立了该项摄像机标定技术的数学模型,给出了标定步骤,组建了标定系统。比对标定实验结果表明,基于三坐标测量机平动的摄像机标定系统与专用标定系统的标定精度相当,数据相差在±1μm以内,满足工程实际精度要求,成本低、标定效率高。

坐标测量机高精度测头技术

介绍了坐标测量机高精度测头的研究发展现状 ;分析了接触方式、光学方式、扫描方式测头的优缺点 ;研究了日本松下公司研制的高精度测头测量原理 ;基于原子力微探针的基本原理 ,设计了一种新型的坐标测量机测头 ;指出了采用原子力准接触技术是测头向高精度发展的方向之一。

纳米三坐标测量机接触式测头预行程测量(英文)

提出了一种用于纳米三坐标测量机接触式测头预行程测量的方法.确定了预行程需侦测接触点和触发点两个关键点.为了对该高灵敏度的测头进行标定,整个实验系统需要3个基本条件:纳米级驱动器,高分辨率传感器和多级速度控制算法.本研究使用一种超声波马达HR4在同一平台上实现大行程粗略驱动以及微位移调整.位移测量使用光栅传感器LDGI(linear diffraction grating interferometer),其分辨率可达1nm.在测试过程中采用高速逼近和低速触发,使用"双触发"方式获得触发点位置.接触点位置的侦测使用开关电路.触发信号和位移信号由同一块数据采集卡同步采集.实验表明,使用该方法测量预行程,单方向重复性在±5nm以内.

三坐标测量机测头半径补偿的新方法

用三坐标测量机进行测量时,需要对测头半径进行补偿。在对现有的测头半径补偿方法进行分析的基础上,提出一种“四点共球法”,实现了对测头半径的补偿。在阐述四点共球法原理的同时,给出了它的运算量和采集数据点的方法。然后,对该方法的补偿精度做了初步分析,并给出保证补偿精度的注意事项及进一步提高补偿精度的方法,以一个补偿实例进行验证,结果表明四点共球法可以满足绝大多数工程测量,具有一定的实际应用价值。

基于改进遗传算法的三坐标测量机光学测头的标定

针对三坐标测量机上安装激光测头时机械调整误差大以及传统补偿算法鲁棒性差的缺点,提出了三坐标测量机非接触扫描测量时PH10回转体上光学测头安装姿势误差的补偿方法,建立了安装姿势误差的数学模型.通过对标准球球心的最小二乘拟合,给出了误差模型待标定参数的无约束最优化目标函数的惩罚函数形式,提出了一种改进的遗传算法,在并行组合模拟退火算法中采用了改进的多点交叉算子和自适应变异算子,同时使用了两次最优保存策略.通过仿真实验证明了算法求解的精确性.

三坐标测量机测头系统动态特性研究

为了实现三坐标测量机的最佳动态测量精度,介绍了接触式测头的工作原理,研究了测头动态特性与测量机动态测量精度之间的复杂关系,提出了测头动态有效作用直径的概念。利用实验分析了测量机运动DCC参数对测头动态有效作用直径的影响,结果表明:测量机测头逼近距离对作用直径的影响远远大于触测速度和移动速度对作用直径的影响,而移动速度对作用直径的影响最小。

纳米三坐标测量机接触式测头触发控制

为高灵敏度纳米三坐标测量机(nano-CMM)接触式测头提出了一种高精度高效率的触发控制策略。该策略使用了一种自行研制的4-DVD接触式测头,工件接触测头产生的微小变形会导致测头产生灵敏度极高的触发信号。系统使用超声波马达整合不同驱动模式,实现了高速逼近和低速触发的有效结合。触发过程使用了二次触发策略,即第一次触发获得接触位置的范围,第二次触发用极低的速度,详细记录触发点附近的触发信号,并通过线性拟合的方式求得信号曲线转折点,即为触发位置。该方法解决了驱动分辨率和行程大小的矛盾。实验结果显示:该方法可以有效地避免测头系统的塑性形变,触发位置的重复性可在10 nm以内。结果表明,本文提出的nano-CMM接触式测头触发控制策略在保证精度和稳定性的前提下,表现出了良好的控制效率。

智能三坐标测量机视觉系统的在线标定技术

提出了智能三坐标测量机视觉系统的在线标定技术。根据摄像机标定的基本原理,利用三坐标测量机沿x、y、z轴移动和正交精度都很高的特点,三坐标测量机带动待标定摄像机产生和白色陶瓷标准球球心(标定特征点)在x、y、z轴方向上的相对平动,得到标定特征点在测头坐标系中不同位置的坐标。引入测头坐标系,建立了该项标定技术的数学模型,给出了标定步骤,组建了标定系统。智能三坐标测量机视觉参数在线标定系统与专用标定系统的比对标定精度在±1μm以内,完全满足工程实际精度要求。

一体化三坐标测头的研究

针对开发结构简单、新型和高精度测头这一三坐标发展方向做一些探索性的工作 .根据这一方向的要求 ,研究了采用柔性铰链一体化结构的新型测微测头 ,从理论上讲一体化的结构较易实现测间的简单化。