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工件特征在机测量的关键误差分析与补偿研究

应用激光 2023年第10期43卷 179-187页

作者：蒋晓耕杨肖孟祥冬高端王浩天津市现代机电装备技术重点实验室天津300387 天津工业大学机械工程学院天津300387

针对激光在机测量工件特征时的测量精度问题,对测量系统的关键误差影响因素及补偿应用进行了研究。使用激光位移传感器作为测量工具对工件特征进行在机测量时,测量结果受激光位移传感器倾斜误差和数控机床几何误差影响。为了校正激光位... 详细信息

针对激光在机测量工件特征时的测量精度问题,对测量系统的关键误差影响因素及补偿应用进行了研究。使用激光位移传感器作为测量工具对工件特征进行在机测量时,测量结果受激光位移传感器倾斜误差和数控机床几何误差影响。为了校正激光位移传感器在物面倾斜时引起的测量误差,设计了倾斜误差试验,利用勒让德多项式对倾斜误差进行了建模和补偿,补偿后倾斜误差可减小至±0.025 mm以内。针对不动式激光在机测量时数控机床线性轴几何误差对测量结果的影响,设计了球杆仪倾斜安装试验,利用参数化建模的方式对X轴和Y轴的几何误差进行了解耦。最后根据建立的倾斜误差与几何误差模型,对工件特征的在机测量结果进行了补偿。结果表明,对工件特征在机测量结果进行误差补偿后,线性尺寸测量误差小于0.05 mm,角度测量误差小于0.08°,相较于补偿前在机测量精度明显提高。

关键词：工件特征在机测量激光位移传感器测量误差误差补偿

面向在机测量的动态测量不确定度评定与实验研究

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组合机床与自动化加工技术 2021年第1期 13-18页

作者：王腾辉袭萌萌刘海波王永青大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室辽宁大连116024

针对在机测量系统不确定度量化评定难题,研究了面向在机测量的动态测量不确定度评定方法及策略,设计了评定框架;引入量值特性分析并融合黑箱理论进行了不确定度分量分析,规划了网格点阵式和正交连续式等两种样本集;按照极大似然估计原... 详细信息

针对在机测量系统不确定度量化评定难题,研究了面向在机测量的动态测量不确定度评定方法及策略,设计了评定框架;引入量值特性分析并融合黑箱理论进行了不确定度分量分析,规划了网格点阵式和正交连续式等两种样本集;按照极大似然估计原则对采样数据拟合,得到不确定度分量的分布规律及概率密度函数;建立了面向在机测量的动态测量不确定度评定数学模型,并基于自适应蒙特卡洛法进行不确定度的传递合成。利用所构建的在机测量系统,开展了动态测量不确定度评定实验,验证了方法的可行性。

关键词：在机测量动态测量不确定度评定自适应蒙特卡洛法

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数控齿轮加工机床的在机测量系统

机械科学与技术 2008年第10期27卷 1225-1227,1232页

作者：高峰李艳黄玉美田沙郝来成王俊岭西安理工大学机械与精密仪器学院西安710048 陕西秦川机床集团有限公司宝鸡721009

基于齿轮渐开线轮廓面的构型机理和数控齿轮加工机床的运动功能,提出了一种齿轮在机测量方法,并开发了相应的在机测量系统。该方法在不增加额外的测量系统机械机构的情况下,充分利用数控机床自身的高速、高精密和高可靠性的伺服运动实... 详细信息

基于齿轮渐开线轮廓面的构型机理和数控齿轮加工机床的运动功能,提出了一种齿轮在机测量方法,并开发了相应的在机测量系统。该方法在不增加额外的测量系统机械机构的情况下,充分利用数控机床自身的高速、高精密和高可靠性的伺服运动实现渐开线齿轮的齿形、齿向及齿距等误差项目的在机测量。在机测量实验表明了该系统的有效性和可行性,是齿轮在机测量中高效率、高精度、低成本的解决方案,构成了数控机床质量保证系统中的一个重要环节。

关键词：在机测量齿轮误差数控齿轮加工机床

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典型几何特征在机测量评定算法研究

组合机床与自动化加工技术 2021年第12期 71-74,78页

作者：丁文政王明涛陈勇卞荣南京工程学院工业中心南京211167

复杂工件轮廓在机测量中,由于单个几何特征数据量小,转接处易受噪声干扰,单纯使用最小二乘法拟合评定具有一定的局限性。基于数控加工中心在机测量系统,首先提出了特征辨识和滤波算法,将复杂工件轮廓测量数据分解成水平直线段、倾斜直... 详细信息

复杂工件轮廓在机测量中,由于单个几何特征数据量小,转接处易受噪声干扰,单纯使用最小二乘法拟合评定具有一定的局限性。基于数控加工中心在机测量系统,首先提出了特征辨识和滤波算法,将复杂工件轮廓测量数据分解成水平直线段、倾斜直线段和圆弧段等典型几何特征;然后开发了相应的特征评定算法,并计算出几何特征的标注尺寸;最后进行了实例分析。结果表明:在工件随机放置的状态下,特征辨识和滤波算法能准确有效地提取出几何特征点,实现典型几何特征的分解,特征评定算法精度高,能满足智能制造在机测量的需求。

关键词：在机测量特征滤波特征评定最小二乘法

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线激光在机测量建模与数据预处理研究

组合机床与自动化加工技术 2018年第3期 131-134页

作者：徐淑婷薄其乐张豪王永青大连理工大学机械工程学院现代制造研究所辽宁大连116024

针对复杂曲面线激光在机高效、精密测量难题,虑及被测表面几何、反光特性、位姿倾角等多因素影响,建立了面向复杂曲面几何信息精确提取的线激光在机测量数学模型,设计了高斯滤波与中值滤波相结合的测点去噪、基于角度弦高的数据精简等... 详细信息

针对复杂曲面线激光在机高效、精密测量难题,虑及被测表面几何、反光特性、位姿倾角等多因素影响,建立了面向复杂曲面几何信息精确提取的线激光在机测量数学模型,设计了高斯滤波与中值滤波相结合的测点去噪、基于角度弦高的数据精简等数据处理算法,有效降低了测量数据波动与冗余度。利用所开发的线激光在机测量系统,对典型弧型面进行了扫描测量实验与数据处理分析,表明所建立的测量模型与设计的数据预处理算法可满足线激光在机测量要求。

关键词：在机测量线激光测量建模数据预处理

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基于加工中心的在机测量系统

制造技术与机床 2010年第2期 117-119页

作者：孙宏强杨梅岳彦芳石家庄学院电气信息工程系河北石家庄050035 石家庄信息工程职业学院计算机应用系河北石家庄050035 河北科技大学机械电子工程学院河北石家庄050018

开发了利用加工中心和自行开发的测量软件实现的坐标测量系统。在加工中心主轴上安装触发式测头,利用加工中心的高精度行走机构,运行在机测量软件生成的测量主程序和典型几何特征的测量宏程序,对在机加工的工件进行坐标测量;测头接触工... 详细信息

开发了利用加工中心和自行开发的测量软件实现的坐标测量系统。在加工中心主轴上安装触发式测头,利用加工中心的高精度行走机构,运行在机测量软件生成的测量主程序和典型几何特征的测量宏程序,对在机加工的工件进行坐标测量;测头接触工件时产生触发电信号,数控系统记录此时的机床三个坐标值作为测点数据,测量完成后将所有的测点数据传送回测量软件;利用编制好的算法对工件实现尺寸、形状和位置误差的计算与评价,使加工中心实现坐标测量机的功能。

关键词：在机测量测量软件坐标测量形位误差

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大型数控插齿机在机测量软件开发(英文)

机床与液压 2014年第12期42卷 22-27页

作者：郭晓东孙孟祥张卫青赵铭重庆理工大学汽车零部件制造与检测教育部重点实验室重庆400054

根据大型数控插齿机的加工原理,研究了大型插齿机在机测量的标定原理、测量原理,并在此基础上开发出一套在机测量软件。将软件嵌入天津第一机床总厂的YKW51250大型数控插齿机中,通过实验验证了软件算法的正确性以及软件的可靠性。

关键词：数控插齿机在机测量软件开发

基于超声测头大型薄壁件壁厚在机测量和补偿加工方法研究

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制造技术与机床 2023年第9期 175-180页

作者：冯常喜胡兴平杨凯张宁李永成郑海东北京卫星制造厂有限公司北京100094

针对航天器薄壁舱体减轻槽底面加工壁厚精度难以保证以及加工效率低下的问题,基于超声测头对薄壁件壁厚进行在线测量和补偿加工方法研究。首先,利用超声测头测量获取减轻槽底壁厚度和外轮廓度,对外轮廓度偏差和厚度偏差同时补偿,设计补... 详细信息

针对航天器薄壁舱体减轻槽底面加工壁厚精度难以保证以及加工效率低下的问题,基于超声测头对薄壁件壁厚进行在线测量和补偿加工方法研究。首先,利用超声测头测量获取减轻槽底壁厚度和外轮廓度,对外轮廓度偏差和厚度偏差同时补偿,设计补偿值计算和优选方法,计算得到对应减轻槽补偿值,然后,通过对NX编程软件后处理开发,将补偿值自动补偿到数控加工程序中,实现薄壁特征壁厚自动在机测量和补偿加工,提高加工效率和质量稳定性。

关键词：超声测头在机测量补偿方法后处理

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基于线激光的在机测量原型系统研究及应用

机械设计与研究 2023年第2期39卷 162-166,175页

作者：李津容肖域坤冯晓冰杜正春上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对传统离线测量方式测量速度慢、无法满足现场测量需求等问题,搭建了基于线激光的在机测量系统,基于三轴数控机床设计了系统的组成装置与机械结构,开发了测量数据自动采集软件,并对在机测量系统的测量原理进行了阐述。考虑线激光测量... 详细信息

针对传统离线测量方式测量速度慢、无法满足现场测量需求等问题,搭建了基于线激光的在机测量系统,基于三轴数控机床设计了系统的组成装置与机械结构,开发了测量数据自动采集软件,并对在机测量系统的测量原理进行了阐述。考虑线激光测量数据噪点多、密度高的特点,提出了针对不同尺度噪点剔除的组合滤波方法,并采用体素栅格滤波算法对点云数据进行精简处理。设计了在机测量应用实验,对汽车变速箱阀体平面度进行测量,实验评估结果为0.0892mm,与三坐标机测量结果相比误差为0.0062mm,满足工程需求。

关键词：线激光在机测量平面度点云数据处理