摘要：为了满足空气动力学要求,采用共形薄壁结构的整流罩或光学窗口成为未来高速飞行器的发展趋势。但是这类零件在加工过程中,切削力会随着轴向位置发生改变,一次加工难以达到精度要求,需要通过在位测量、补偿加工来控制切削力变化所引起的面形误差。以超精密车床作为运动平台,设计高陡度薄壁光学零件的在位检测系统,研究测点分布的优化算法,实现测量效率和测量精度的统一;建立热变形误差修正模型,提高高陡度薄壁光学零件在位测量的精度。针对某型高陡度薄壁头罩,通过在位测量为补偿加工提供指导,将头罩表面误差由峰谷比(peak-tovalley,PV)3.1μm控制到PV 0.7μm,将同轴度控制到1.02μm,满足光学系统的性能要求。

摘要：针对我国高温锻件检测系统缺乏和测量方案不完善的问题,开发出基于结构光技术的锻件三维尺寸在位测量系统。该文设计结构光投影仪的光栅参数优化设计算法以及功率可调节光源系统,并配合三相机摄影设备搭建针对高温锻件三维尺寸实时在位测量系统。同时建立完整的在位检测方法流程,阐述参数标定、特征提取、对比度实时调节以及特征匹配的技术细节。实验结果证明,锻件三维尺寸摄影测量系统可适用于锻件热态测量且尺寸测量精度优于2mm,能够满足对高温锻件高精度尺寸测量的应用需。

摘要：针对液体火箭发动机喷管现有的人工检测方式无法实现喷管全域几何特征快速高精度测量的问题,设计并开发一套基于工业机器人和线激光的火箭发动机喷管冷却通道几何特征在位测量系统。建立基于工业机器人和线激光的测量系统运动学模型,研究基于空间定点约束的手眼参数辨识方法,根据火箭喷管冷却通道的几何特征与测量需求规划线激光扫描路径,提出基于最大类间方差法的喷管冷却通道关键尺寸计算算法,基于C++语言和Qt框架开发出具备系统标定、测量路径规划、关键尺寸计算、测量结果分析与技术报告输出等功能的软件系统。采用带有通道特征的试验样件和某型号火箭发动机喷管进行综合试验验证,结果表明:该系统对通道的筋宽测量精度为0.025 mm,对通道的槽深测量精度为0.018 mm,单个测点测量用时30 ms,满足火箭发动机喷管全域几何特征快速高精度检测的需求。

摘要：针对大型齿轮的特点,阐述了基于在位测量方法的齿条刃边测头测量大型齿轮齿形误差方案的基本原理,运用误差与变异规律分析了误差条件下工具齿条刃边与被测渐开线齿面的啮合过程,给出了基于齿条刃边测头的大型齿轮齿形误差在位量仪的精度设计的理论根据。

摘要：针对视觉探头的数控机床在位测量系统,以AutoCAD为开发平台,利用其最新的二次开发工具.NET API,使用C#编程语言,研究开发了一套计算机辅助测量(CAI)系统,该系统主要包括测量元素提取和识别、测量路径规划、测量NC代码生成、测量过程仿真、数据处理和测量结果比对等功能模块。在该CAI系统中,可根据测量任务,通过图形交互的方式生成优化的测量路径,并将其转换为驱动数控机床对工件进行自动测量的NC代码,然后对测量过程进行实时动态模拟,确保测量过程的正确性和安全性,并将测量值与设计值进行比对,提供测量报告。相关实例表明,该CAI系统能有效地提高测量效率,缩短产品的制造周期。

摘要：掌握不同时刻刀具径向尺寸对评估刀具径向磨损量具有极大意义.基于线结构光视觉测量原理,设计了一套可以实现刀具在位测量的系统,可利用系统测得不同时刻的刀具径向尺寸.根据实际测量情况提出了一种基于半径和轴线约束的最小二乘圆柱轴线拟合方法,利用该方法能够实现刀具轴线的快速测量,并利用测得的轴线计算出刀具整体的三维坐标.研究了刀具安装偏心对测量结果造成的影响,并对测量结果进行了修正.实验结果表明,系统能够实现刀具在位测量,测量精度达到0.02 mm,且能很好地获取刀具的形貌特征.

摘要：精密非球面零件是光学仪器中的关键器件之一,由于其形状复杂,精度高,采用离线测量难以保证其加工精度和加工效率。论文提出并开发了一套精密非球面零件接触式在位测量系统。通过采集测头触发时非球面零件表面的坐标数据,运用最小二乘法多项式拟合算法对误差分离后的测量数据进行拟合,然后与其设计曲面进行对比得到其面型误差。建立了在位测量系统试验平台,对轴对称非球面零件进行了单点重复测量试验,保证了系统的稳定性;对轴对称非球面零件进行了子午线测量试验,得到了其拟合方程,在此基础上对轴对称非球面零件局部进行了弓字型轨迹的在位测量试验,拟合出了其曲面形状,并与海克斯康三坐标测量机测得的结果进行了对比,二者z方向最大测量误差为0.00396mm。试验结果表明,使用该系统进行工件加工在位测量其测量精度可以满足工件加工要求,且大大降低了加工成本,提高了加工效率。

摘要：针对导光板模具微结构加工过程中微孔尺寸定时在位测量的要求,基于视觉测量技术提出了在微冲孔机床上集成导光板模具微孔点阵在位测量系统的解决方案。它通过相机获取微结构的加工图像,运用一系列图像处理算法提取测量目标的亚像素边缘并进行拟合。提出两步标定技术求取亚毫米视野镜头畸变映射及像素当量。通过将视觉测量结果与白光干涉仪的测量结果对比,证明该测量系统的精度能够达到±1μm以内,具有实时、快速、高精度、重复性好的等特点。

摘要：提出了一种检测中凸变椭圆活塞外圆表面的新方法——在位测量，设计了在位测量的软、硬件系统，给出了系统非线性的反函数校正法，从而保证了检测精度，并对测量数据的处理进行了详细研究。生产应用表明在位测量系统能够满足活塞生产的要求。

摘要：在位测量实现磁性转子的中心孔的加工位置精度,通过对转子定位装夹及加工进行工艺性分析,设计工件定位专用夹具。利用传统测量方法和圆度误差方法对转子中心位置进行确定,并对比不同方法确定的位置精度,最终选用最小二乘法拟合圆,将最小二乘圆圆心作为转子中心孔的加工位置。加工后转子外轮廓跳动在0.03mm以内,达到加工要求精度。