变形分析中点云虚拟基准的确定方法

针对传统基于固定点的基准构建方法难以适用于点云整体基准探测的问题,本文提出了基于格网质心稳定性和分布相似性的点云虚拟基准确定方法。首先依据常规变形监测网中基准点的变化模式分析稳定区域和变形区域的点云分布特性,探讨点云虚拟基准的概念及探测原则;然后根据测距、测角和光斑面积引起的点位误差定权,以对应格网最小转动惯量对应轴线向量夹角为准则分析点云分布相似性,并利用平方型M split相似变换检验对应格网质心的稳定性,从而确定多时相激光点云的参考基准;最后结合地面三维激光扫描技术获取的储罐、滑坡和规则几何体点云验证其可行性。结果表明,结合点云质心稳定性和转动惯量对应转轴向量的相似性可以探测不需要现场布设、更不需要定期维护的点云虚拟基准,为多时相点云坐标统一和变形分析等提供基础。

数控机床运动误差检测技术(待续)

从数控机床的误差分类、误差模型建立和误差检测装置等三方面综述了数控机床运动误差检测的研究。根据数控机床运动误差检测的实时性、高效性等特点 ,提出了“工件即基准”为核心的 ,基于虚拟基准的数控机床运动误差检测方案 ,该方案具有高柔度、不需要基准件 。

一种基于虚拟基准的虚拟环规——检测螺纹的新方法

提出一种基于计算机CCD视觉和虚拟基准的螺纹虚拟环规检测技术 ,给出在螺纹轴截面和正交投影间基准转换的关系式 ,根据该转换关系建立虚拟基准 ,指出了按“虚拟基准”构筑“虚拟量规”的新概念。虚拟环规法检测效率高 ,成本低 ,非接触测量 ,易实现自动在线检测。研制出了原理样机 ,实现了用虚拟螺纹环规对螺钉的逐个检测及与普通实体环规比对的 10 0

基于光学三角形法的太阳帆板平面度测量系统

介绍了一种采用斜光学三角形测量结构和基于虚拟精密测量基准的太阳帆板平面度无接触测量系统及其误差补偿方法。提出的虚拟精密基准的建模与误差补偿技术 ,解决了在非精密基准上实现精密测量的问题 ,研制的系统利用现有平台可实现对太阳帆板平面度的高精度测量。测量结果表明 ,系统对面积为 2 5 81mm× 175 5mm太阳帆板的平面度测量精度达 0 .0 2mm(rms)。

基于三维激光扫描的移动大尺寸圆柱体工件长度快速检测系统

针对移动大尺寸圆柱体工件两端的表面形貌特征,利用三维激光扫描仪设计了一种快速长度在线检测系统。基于三维激光扫描仪可在短时间内连续高速获取大量测量数据的特点,系统在虚拟环境下构造出自适应测量形状的虚拟测量基准面,采用二维误差分离方法抑制系统误差和运动误差,识别定位工件两端端点并计算其到虚拟测量基准面的位移;最后结合多传感器融合模型获取三维位移场测量结果。另外,测试前用三坐标测量机精密测量过的相似形状圆柱体工件对系统进行了校准修正。为验证系统的精度和可靠性,分别对处于(1 000±25)mm内不同直径的圆柱体工件进行了长度检测。结果显示,系统可在1s完成直径约为50mm工件的长度测量,检测分辨力为0.010mm,检测精度达到0.050mm。实际运行结果表明,该设计系统具有高自动性和高效性,可满足在线生产中对大尺寸工件控制和检测的要求。

虚拟基准、虚拟量仪、虚拟仪器和误差分离技术

深入阐述了虚拟仪器 (VI)的概念、组成、特征及其发展方向 ,分别论述了基于 VI的虚拟量规 (VG)和虚拟测量 (VM)的各自内涵 ,以及采用虚拟基准 (VD)的巨大优越性。指出虚拟基准是实施 VG和 VM的技术关键 ,误差分离技术 (EST)是虚拟基准 (VD)的理论基础之一。最后指出 ,VI,VD,VM和 EST有效集成才能实现真正意义上的几何量虚拟测试仪器系统。

虚拟量仪—一种基于虚拟基准的柔性化量仪新概念

提出了一种新的、不局限于三坐标测量机的虚拟量仪新概念,分析了其类型、特点、构成、几何模型,指出虚拟基准是实现虚拟量仪的决定要素,虚拟基准的构建可以借鉴误差分离技术,通过寻求高效柔性可重组的、基于产品设计要求的虚拟基准或基于被测对象物理实体的虚拟基准,可以实现几何量、形状误差或运动误差的柔性测量。

一种基于虚拟基准的太阳帆板平面度测量仪

本文针对太阳帆板平面度测量这一特定要求 ,开发出了一种基于激光三角原理的特殊结构的光电非接触平面度测量系统。该系统摒弃了传统的大面积工件平面度测量所需要的高精度导轨等实物基准 ,而是通过在计算机中建立高精度的虚拟基准 ,达到了对太阳帆板平面度的高精度测量 。

带约束条件的秩亏自由网平差的一种解法

具有约束条件的秩亏自由网平差在实际中是经常遇到的一个问题,对于秩亏网有许多求解方法,但是许多方法都需要求广义逆,在运算中会比较烦琐,为了避免求广义逆,可以将基准条件看作虚拟观测,然后应用拉格朗日条件进行求解。本文将基准条件和等式约束条件全部看作虚拟观测值进行求解,并通过算例验证了方法的可行性。

网架节点球全球面数控分度夹紧装置研制

提出虚拟球心基准理论 ,应用于网架节点球全球面数控分度夹紧装置。该装置实现柔性化、自适应化、数控化 ;与加工中心或其它钻铣机床组合 ,能完成多孔数全球面任意轴线螺纹孔节点球的分度夹紧及加工 ,达到高精度。

基于虚拟仪器的热电偶自动检定系统研究

介绍利用虚拟仪器构建热电偶自动检定系统的总体结构 ,标定系统的硬件组成及软件设计。该系统能对常用的热电偶进行静态、动态的标定 ,自动实现数据的采集、处理 。

用于圆柱体工件分段截面直径高精度测量方法

针对中/大尺寸圆柱体工件分段截面直径测量普遍存在的效率、精度低等问题,通过建立基于虚拟基准轴线和空间曲线误差数学模型,结合误差分离技术与分段补偿方法,校正被测截面相对于基准轴线的偏差,并规划出扫描探针的空间采样路径,进而解决被测截面相对位姿参数不准确以及测量数据空间坐标不统一的问题,实现截面直径高精度测量。为验证测量方法的精度和可靠性,基于Klingelberg齿轮测量中心,对某型号发动机两种曲轴标准棒(500±100) mm进行大样本误差检测实验,并与德国物理技术研究院的测量结果进行了比对,其结果表明,提出的圆柱体工件截面直径测量方法的精度为1. 5μm,重复检测精度优于0. 5μm,从而验证了该方法的可行性。

虚拟基准设计及在设备技术状态监测中的应用分析

针对测试设备在周期校准期间性能参数漂移的监测问题,提出了采用虚拟基准代替实物基准进行设备状态监测的方法,给出了虚拟基准系统实现原理和结构框架。采用神经网络算法(NN)构建虚拟基准预测模型,多项式回归算法(MR)构建参考模型并作为比较基模型,获取虚拟基准的NN状态误差输出值和MR状态误差参考值。设计了可信度指标RI(reliance index)和相似度指标SI(similarity index)作为虚拟基准可信度和测量过程数据符合性评价标准,对虚拟基准的可靠性和设备技术状态数据进行分析。实际应用表明,设计的虚拟基准方法与实物基准方法相比,有较高的监测准确性。其平均绝对百分比误差(MAPE)和最大相对估计误差(MREE)分别为0.12%和1.06%。

窄V带替代三角带的优点和方法

介绍了V带换代产品窄V带的两种制式及其优缺点,并从技术性能及经济性进行了比较,指出了V带传动装置改用窄V带的3种使用方法。

基于公差原则的位置度误差的评定

机械零件的位置精度是零件加工的主要质量指标之一,通过控制加工零件的关联实际被测要素对基准在位置上的变动量,可以确定位置精度要求。在机械类产品的被测要素和基准要素上都应用公差原则,能在提高可装配性的前提下,扩大了被测要素公差带的范围,降低制造成本。目前对于位置度误差的评定模型的研究大多着眼于一般参考基准,而较少涉及有公差原则的参考基准。对花键轴基准要素有最大实体要求,被测要素有最大实体要求、可逆要求的位置度公差(简称M-MR位置度公差)的数学评定方法进行研究。根据M-MR位置度公差的工程语义,分析实际量具的几何特性及其在合格性评定中的使用过程,提出位置度误差合格性评定的数学方法。

基于车架虚拟中心线的车桥车架测量方法

文章通过将前后车桥左右纵向支架中点连线作为车架虚拟中心线,统一了车架、前桥、后桥的测量基准,消除了车架变形和制作误差引起的数据偏差。

基于激光扫描的大尺寸圆锥体几何测量系统

针对大尺寸圆锥体工件的几何形貌,提出将三维激光扫描和虚拟环境引导定位结合的快速几何参数测量系统。该系统由两个固定的激光扫描仪高速获取工件两端上表面的关键轮廓,并依据端面特点构造垂直和水平的虚拟基准面,从而生成三维虚拟测量模型;通过高度特征变化识别端面端点位置,结合空间投影和最小二乘原理拟合出端面的圆心位置和直径大小;由空间圆心几何关系计算出锥体高和半角。利用该系统对几种典型的大尺寸圆锥体进行检测,得到端面直径和锥体高的检测分辨力为10μm,检测精度为100μm,锥体半角检测分辨力为0.001°,检测精度为0.010°。实际运行结果表明,该设计系统结合人机交互界面,能很好满足在线生产中对大尺寸锥体工件几何参数检测要求。

基于三维激光扫描的倾斜圆面直径测量系统

针对倾斜圆面的空间几何特征,提出将三维激光扫描技术与虚拟环境引导定位结合的快速圆面直径测量系统。该系统通过圆面边缘端点来约束移动激光扫描仪的扫描视角与深度,并在虚拟环境下实时跟随扫描仪轨迹构建虚拟测量基准面,进而参考已标识的端点与基准面相对位移变化,来逐步规划扫描仪的轴向运动路径,以此实现边缘轮廓的自动高质量采样;依据高度特征变化识别定位圆面边缘端点,并结合空间投影和最小二乘原理拟合出圆面直径。为验证系统的精度和可靠性,对处于不同倾斜状态的圆台工件(55±5mm)进行直径检测。结果显示,系统可在3s内完成直径测量,检测分辨率为5μm、检测精度为20μm。实际运行结果表明,该设计系统具有高自动性和高效性,能很好满足在线生产中对倾斜圆面直径的检测要求。