激光跟踪仪和关节臂在SSC-LinacRFQ测量中的组合应用

SSC-Linac RFQ(Separated Sector Cyclotron Linac Radio Frequency Quadrupolec)是中国科学院近代物理研究所和北京大学共同研制的国内首台高电荷态强流重离子连续波四杆型加速器,机械加工的高精度是RFQ能否顺利出束的关键步骤之一。为了检测其机械形位公差,采用了激光跟踪仪和关节测量臂合理组合应用的测量新方法,使两种高精度的测量仪器能扬长避短,克服了大尺度工件形位公差传统测量方法的不足,使其在测量过程中发挥其最优的使用性和操作性,有效地提高了工作效率,从而保证RFQ高精度的测量结果。

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。

绝对关节臂式测量机的特点及误差分析

本文介绍了绝对关节臂式三坐标测量机工作的特点及技术特性,结合工作中的实际应用叙述了绝对关节臂式在检测时的误差分析。

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。

关节测量臂在上海光源元件标定中的应用

关节测量臂以便携、高精度的小尺寸测量性能在上海光源的元件标定过程中得到了广泛应用。介绍了上海光源元件标定的方案设计,操作工艺以及质量保证措施等,着重探讨了关节测量臂的合理使用。在仪器使用过程中,利用软件的学习功能有效地提高了工作效率;通过将温度变化控制在2℃范围内,并利用标准尺及不同仪器的标定结果相互比较来控制、监测系统误差等,从而保证高精度的测量结果。

关节臂式三坐标测量机在矿用设备装配精度检测中的应用

当前煤炭行业正处于全面建成智能化矿山的关键时期,智能化矿山将以设备可靠性为基础,自动化、信息化建设为手段,最大程度地减少井下作业人数,提高工作效率。矿用设备装配精度是影响煤机运动精度和工作可靠性的关键因素之一,但目前缺乏相应的精度检测手段,采用卡尺等常规检测工具难以检测出设备装配机构件彼此之间相对位置的精度和形位公差。因此,笔者应用关节臂式三坐标测量仪,检测了矿用设备移动副、回转副的空间尺寸和形位公差,提出了一种基于点云的矿用设备装配精度精密检测方法,为提升掘进装备可靠性提供检测技术支持。

自组网通信下的机械臂关节振动频率自动检测

振动频率检测过程易受噪声信号和冗余计数信息干扰,整体检测时间与检测效果较差,为此,该文提出自组网通信下的机械臂关节振动频率自动检测方法。构建自组网通信模型,在数据中心设备模块中,采集机械臂关节的振动信号,通过混合检错校验模式剔除噪声;在主控制器模块中,采用原子分解算法提取振动频率计数特征,输入到振动频率测量仪中,拟合振动时间与振动次数,分析窗口函数与目标信号之间的最大内积,匹配机械臂关节振动属性,实现机械臂关节振动频率的自动检测。实验结果表明,机械臂关节振动信号的采集效果好、振动频率自动检测时间短、自动化检测效果好,便于机械臂各关节避开共振频率范围,为保证空间机械臂安全平稳运行提供新思路。

基于PloyWorks的车身零件测量及匹配状态模拟

主机厂需要提高对零件尺寸、焊装工艺的控制能力,以降低生产的成本。文章利用关节臂式三坐标测量仪,结合PolyWorks分析软件进行零件尺寸测量和虚拟匹配分析。掌握了匹配零件的单件尺寸偏差情况,将几个零件的点云按照设计匹配后,计算了搭接面的间隙、干涉情况。结合现场实际焊接工艺和定位情况找到了变形发生原因,为下一步的零件改善及夹具调整提供基础,从而解决现场实际问题。

组合测量设备不确定度的实验研究

为了弥补传统组合式测量系统仅通过仪器的机械组合与测量数据的融合来扩大测量范围、从而提高测量精度的不足,通过分析典型近端与远端测量设备——七关节测量臂与激光跟踪仪的测量模型,提取影响测量不确定度的关键参数,进而基于静态单点重复测量实验,综合评定了各关键参数对测量不确定度分布规律的影响趋势.实验结果表明:测量臂腰部支撑关节1的精度(小于0.04 mm)明显高于其他关节,因此对终端测量不确定度的影响较小;关节7对测量不确定度的影响最小(小于0.03 mm),而其余各关节转角的增大对测量不确定度的影响均有增大的趋势,其中铰链关节的增幅明显大于转动关节,且越靠近基座端的关节转角变化对不确定度的影响越大;激光跟踪仪水平、竖直方位角对不确定度的影响对称分布于90°两侧,且随测量极径的增大呈上升趋势.

“高分四号”卫星相机装调中高精度在线测量技术

"高分四号"卫星相机由主光学系统(里奇-克莱琴反射系统)和校正光学系统(折射系统)两部分构成。其中主光学系统主反射镜口径710mm,校正光学系统包括可见近红外、中波红外主份与中波红外备份三个光路。主镜组件调心与系统装配是相机装调工作的重要环节,传统的调心方法需要与主镜口径相匹配的高精度转台,不仅条件保障昂贵且调心周期长;基于结构孔位定位的装配方法也无法适应相机光路多,结构复杂紧凑的特点。因此"高分四号"卫星相机装调工作中引入了高精度在线测量技术,文章介绍了该技术在主镜组件调心与系统装配两个环节里的应用案例。通过引入激光跟踪仪、关节臂测量仪和点云拟合算法,提高了主镜组件调心速度,且调心后角度失调量优于10",平移失调量优于0.1mm;借助关节臂测量仪则将系统装配工作的精度提高到10-2mm量级,较传统装配方法有两个数量级的提升。相机完成装调后,地面各支路调制传递函数测试均满足研制要求,在轨成像优异。文章所论述的相关技术可为后续同类相机的研制提供参考。

飞机壁板类组件的数字化组合测量方法研究

面对现代飞机装配制造过程中一些壁板类组件的测量任务,单一的数字化测量设备已经不能满足测量要求,因此,对基于激光跟踪仪与关节臂测量机的组合测量技术进行研究。首先,对组合测量系统进行构建,之后对组合测量系统的测量流程进行制定和对测量数据处理过程进行分析,并得到偏差矢量表和偏差分布色谱图,最后将该组合测量技术方案应用到某型机身壁板组件外形曲面的测量任务中。通过实例分析,该方案有效可行,具备一定的应用价值。

组合式超大尺寸测量技术在EAST装置中的应用

组合式测量技术是精密测试技术的研究发展方向之一,激光跟踪仪和柔性关节坐标测量臂都是便携式高精度三维测量系统,通过坐标转换等技术,把这两种仪器组合在一起,可实现对超大尺寸、隐藏点的高精度测量。根据EAST核聚变装置现阶段的实际情况,把这种组合式超大尺寸测量方法应用到EAST的装配定位测量过程中。利用该方法对装置进行初步实验测量,结果表明这种方法可以解决EAST核聚变装置装配过程中的复杂测量问题,能为解决如航天器、舰船、加速器等其它大型装置的精密测量问题提供借鉴。

组合式大尺寸测量系统坐标转换方法的误差补偿

针对激光跟踪仪和柔性关节坐标测量臂组合测量系统坐标转换过程中临时基准点引入测量误差不可控的问题,提出了利用标准杆件几何约束取代临时公用基准点的方法控制测量误差。根据经典平差最小二乘法原理和坐标系近似转换方法推导坐标转换的七参数坐标误差公式,并对该方法进行理论描述和蒙特卡洛仿真验证。通过现场测量试验,将测量结果与传统方式测量的结果相对比,证明此约束方法能够提高组合测量系统坐标转换精度,达到误差补偿的目的。

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。

基于锥孔靶标的机器人末端位姿间接测量方法

机器人的位姿误差是衡量机器人性能的重要指标,因此位姿测量是机器人校准过程中的重要环节。为简化机器人末端位姿测量过程,提出一种间接测量方法。首先设计靶标并建立靶标坐标系、将靶标安装在法兰盘上、标定出两者之间的转换关系;然后利用绝对关节臂测量机测量靶标上的锥孔,采用最小二乘法并结合靶标坐标系与法兰盘坐标系之间的转换矩阵计算出机器人末端位姿,并分析测量误差对位姿误差的影响;最后对KR5arc工业机器人末端位姿进行测量。实验表明:该间接测量方法相较于直接测量方法的优点在于不仅可以保证测量结果的准确度,而且可提高测量结果的紧密度、大大简化测量过程。

便携式三坐标测量机在大型设备维修中的应用

便携式三坐标测量系统一般分为:关节臂式测量机、激光跟踪仪、关节臂式扫描仪、激光跟踪仪式扫描仪等,配以通用的三坐标测量软件,使操作者能够快速、准确地测量各种复杂形面的几何尺寸和形位公差,利用激光扫描软件,将不同形状工件的表面扫描为"点云"格式的数据文件,再通过三维处理软件处理成三维实体表面。便携式三坐标测量机以其轻便、灵活以及准确的特点,成为大型工件现场测量的重要测量工具。

中国测试技术研究院机械研究所精测实验室

机械研究所精测实验室建有国际一流的全站仪,建立了多关节臂测量机及其校准装置、齿轮渐开线标准装置、三针、量规检定装置、石油螺纹及普通螺纹量规单参数校准装置、表面粗糙度比较样块校准装置,引进了3m测长机、超高精度测长机、超高精度三坐标、齿轮测量中心、粗糙度仪和轮廓仪、螺纹综合测量仪及大型石油螺纹综合测量仪等国际一流设备,配备了激光干涉仪、激光跟踪仪。可开展齿轮、螺纹（包括石油螺纹）、环规、塞规、

三维冰形激光测量技术在结冰风洞中的应用

介绍了ROMER绝对关节臂测量仪在结冰风洞中测量冰形三维结构的原理,提出了一种模型-冰形快速重构方法,通过风洞试验获得了典型的霜冰、粗糙冰和羊角冰,使用ROMER绝对关节臂测量仪对积冰三维形貌进行了测量,获得了模型表面的积冰三维数据。结果表明:霜冰三维结果与实际冰形结果高度一致,可以准确地测量出积冰细节特征;三维扫描可以测量出热刀法无法获取的粗糙冰结果;与热刀法获取的羊角冰二维轮廓相比,三维冰形结果在同一剖面的冰形轮廓的结冰范围和冰角高度基本一致,平均冰形厚度偏差约2.5 mm。

激光扫描系统在水轮机逆向工程中的应用

水轮机转轮叶片的修复是水轮机检修中的重要工作,采用传统方法进行叶片修复很难保证修复精度。基于数字化扫描获得水轮机转轮的点云数据,采用逆向工程的方法建立转轮的数学模型,可指导水轮机叶片的精确修复。以小浪底水电站水轮机备用转轮为对象,采用激光跟踪仪和关节臂式三坐标测量机建立复合扫描系统,通过对转轮进行数字化扫描,获得水轮机转轮全面的点云数据,从而建立水轮机转轮三维数字化模型。模型数据为水轮机转轮叶片的精确修复提供了量化依据,该方法对大型设备的精确测量也具有现实意义。

Geomagic Studio在岩石三维建模中的应用

用岩石作为研究目标,以便携式关节臂测量机与Scanworks V5激光扫描测头配合工作的方式对岩石各表面进行扫描,利用Geomagic Studio软件对扫描获取的点云数据进行后处理得到精度较高、质量较好的三角形面网格形式的岩石几何边界模型。在EDEM中采用有重叠法对岩石几何边界内部区域进行颗粒填充,实现几何形状不规则的岩石颗粒的三维离散元建模。方便后续利用离散元软件EDEM对已建好三维离散元模型进行仿真分析,研究不同的颗粒尺寸、形状及颗粒分布等因素对材料的微观力学性能的具体影响。