非接触光学点位显微镜误差分析

对可用于非接触测量叶轮、曲面面形、软质材料工件形位误差的光学点位显微镜的测量原理及纵向瞄准、定位误差进行了分析，指出适当选择好参数，纵向定位瞄准误差从理论上可达±（１～３）μｍ。实验表明，被测工件表面漫反射特性对纵向定位瞄准有一定影响，其纵向定位瞄准分散值一般可控制在±（３～５）μｍ左右。该装置是一种非常实用、使用方便的纵向定位瞄准装置。     

激光测量大直径方法的研究

大型工件内外径测量点的瞄准和定位是大直径测量中的一个关键技术，也是国内外未能很好解决的测量问题。提出了一种利用激光光线瞄准大型工件内外径测量点的新方法和使用双频激光干涉仪测量大直径的原理。该方法利用激光准直仪出射的高稳定光线，经单个测量头中的五角棱镜反射后，先后瞄准吸附在被测工件直径两端点上的两个磁性定位块上的光电接收器，使用双频激光干涉仪直接测量出这两个光电接收器中心之间的距离，通过简单的几何计算得到被测直径大小。还对系统的测量误差进行了简要的分析，并给出了１０００ｍｍ量块和Φ５００ｍｍ直径对比的实验结果。理论分析和实验结果表明：测量系统的相对测量误差小于５×１０￣（－６）。     

深孔尺寸及形状误差自动综合测量理论与方法的研究

通过研究深孔尺寸及其形状误差在线自动综合测量的基本理论,给出一种新的误差分离方法。用此方法,能够在测量过程中将被测深孔工件尺寸及形状误差与工件的回转运动误差、测头的直线运动误差分离开来。而且在进行误差分离的同时,能精确确定被测表面各点的三维坐标,建立起各项被测参数的数学模型,并研制成功由微机实时数据处理的深孔在线综合测量系统。实验结果表明,该测量系统的基本理论正确,测量结果准确可靠。     

线值计量中弯曲变形误差的计算

在线值计量中,所谓变形是由两部分组成的,一是由被测工件本身自重引起的变形;二是由测量器具测量力引起的变形。这两部分变形都将引起测量误差。根据胡克定律,当被测件受到纵向测力后而引起的变形量为:     

平板分区的一种方法

在以平板为测量基准平面的平台测量技术中,往往遇到这样的情形:平板精度不够,或者即使最高级别也不能满足测量要求。就自然的想到这样一种办法,将平板划分为若干区域,用其中的一个误差足够小,区域足够大的位置,作为测量时用来排除被测件基准表面形状误差的理想区域,借以提高测试     

基于相位匹配的大视场视觉检测系统

针对三维测量大量程和高精度测量问题,提出一种新型双目视觉检测系统.该系统通过向被测物投射间距可变的光栅条纹,将不同曲率的被测表面进行相位编码,由相位匹配得到被测物稠密的立体匹配点云;再由标定出的摄像机内外参数计算出被测物的精确三维坐标.为了解决传感器单元测量区域较小的问题,系统通过步进电机控制传感器移动,获取大型物体的全场三维数据点云;最后利用四元素法,实现大型物体的三维数据拼接.该系统长度测量标准差为36 μm,角度测量与坐标测量机(CMM)测量结果的相对误差0.2％.给出了某V型面三维实测的数据重建结果.对某大型特件(360 mm×300 mm)经过三维拼接正确复现了其三维形貌.该系统对于解决大型构件三维形貌的在线高精度检测问题具有较高工程应用价值.      

新型光触针式表面粗糙度测量系统

介绍一种基于光驱聚焦检测技术的光触针式表面粗糙度测量系统。测量光束聚焦在被测表面上,当表面高度变化时,音圈电机驱动聚焦物镜移动,使光点始终聚焦在被测表面上,音圈电机的移动量就反映了表面高度的变化。该系统的垂直分辨力可达０．０１μｍ,不仅适用于表面粗糙度测量,还可用于１ｍｍ范围内的相对长度测量。     

基于激光位移传感器的物体表面形貌测量系统

为了对物体表面形貌进行精准的无损测量,设计了一种基于激光位移传感器的物体表面形貌测量系统,该系统由硬件部分和软件部分组成,硬件部分包括激光位移传感器、光栅位移平台、PCL833三轴正交编码计数器卡,软件部分包括数据采集软件和MATLAB数据处理程序。被测物体在光栅位移平台上按一定的轨迹移动,数据采集软件将X、Y、Z方向的离散点坐标数据进行存储,最后采用高斯滤波,由MATLAB程序对数据进行处理,并绘制被测物体的三维形貌图。     

投影栅相位法视觉检测技术研究

提出了一种新型的投影栅和相位法视觉检测系统,该系统由投射器将具有正弦分布的条纹投射到被测物体表面,利用不同方位投射条纹的相位来确定双目立体视觉中的对应匹配点。文中对该视觉检测系统进行了标定,建立了双目视觉传感器的三维测量数学模型,标定结果的平均误差为0.039 6mm,均方差为0.023 1mm,角度相对误差为0.2％。最后不仅给出了V型体表面测量的结果,角度相对误差为0.22％,同时还给出了V型体的三维重建图。     

复杂分放性测量点优化布置方法研究

随着现代化工业的发展需求日益提升,对于中大型工业部件的加工精度检测也有了更高的要求。对某发动机进行测量检测时,被测物结构较为复杂,测量尺寸较大。由于工作环境特殊,需要尽量避免在非被测物上布设合作标志,而且由于无多余物需求,在待测物表面需要尽量少的布设测量合作标志。因此需要对此需求进行实际研究,对合作标志进行回光性测试,设计了多种复杂分放性测量点布设方式,经试验确定了通过增加测量辅助面的方式可以极大提高测量精度,而且减少一半被测物上测量点布设而不影响测量精度,最后也对测量辅助面与类柱状被测物的布设角度进行相应研究。     

燃油喷嘴螺旋槽的精密测量方法与系统设计

为了实现航空发动机燃油喷嘴上的螺旋槽特征的快速与精确检测,提出了螺旋槽的槽深、螺旋角和槽宽等参数的测量与计算方法,并基于此设计和搭建了一套非接触式的燃油喷嘴螺旋槽精密测量系统。该测量系统基于模块化的设计思想,其机械主体采用立柱移动型三坐标测量机的结构形式;运动机构由三个直线轴X、Y和Z以及一个回转轴A构成,电气控制模块采用了由上位机与下位机构成的主从控制方式,前端传感器选用了新型的锥光偏振全息激光测头,并应用专用夹具来实现被测喷嘴零件的装夹和定位。最后,选取某个燃油喷嘴样件作为被测目标,应用所搭建的测量系统对其上的多个螺旋槽特征开展了重复测量实验,并解算得到了槽深、螺旋角和槽宽的几何尺寸,而且系统所达到的测量精度能够满足检测需求。     

燃油喷嘴螺旋槽的精密测量方法与系统设计

为了实现航空发动机燃油喷嘴上的螺旋槽特征的快速与精确检测,提出了螺旋槽的槽深、螺旋角和槽宽等参数的测量与计算方法,并基于此设计和搭建了一套非接触式的燃油喷嘴螺旋槽精密测量系统。该测量系统基于模块化的设计思想,其机械主体采用立柱移动型三坐标测量机的结构形式;运动机构由三个直线轴X、Y和Z以及一个回转轴A构成,电气控制模块采用了由上位机与下位机构成的主从控制方式,前端传感器选用了新型的锥光偏振全息激光测头,并应用专用夹具来实现被测喷嘴零件的装夹和定位。最后,选取某个燃油喷嘴样件作为被测目标,应用所搭建的测量系统对其上的多个螺旋槽特征开展了重复测量实验,并解算得到了槽深、螺旋角和槽宽的几何尺寸,而且系统所达到的测量精度能够满足检测需求。     

光栅式凸轮盘测量仪

主要用来检测各类机床预置功能部件——凸轮盘的功能曲线的形状误差和位置误差,可实现对凸轮盘的静态检测和动态检测。以被测件作为检测传动链的一个环节,可减少其传动误差,实现测量的连续性。由于采用长、圆光栅作为测量标准元件和定位元件,用计算机控制,用逻辑电路处理,从而可完成误差计数、自动显示、记录、绘图和打印等程序,具有较高的精度、检测效率和较多的测量功能。     

汽车模拟覆盖件的相位法测量

简述了相位法曲面全场无接触三维测量的基本原理，针对为汽车车顶抗凹性能研究而制作的模拟覆盖件的外形测量要求，设计了相位法三维测量的光学成象系统与图象处理系统，并应用到汽车模拟覆盖件的外形测量，测量结果与三坐标所测结果相近，说明了该测量系统的精确性。     

基于激光三角法的CBN杯形砂轮表面形貌检测

分析了常见的砂轮表面形貌检测方法的局限性,阐述了激光三角法的基本原理.在此基础上,提出了激光三角法检测砂轮表面三维形貌的方法和装置,利用它可以对砂轮表面进行扫描测量,得到表面各点的三维坐标,随后通过origin软件的绘图功能和数据分析功能得到砂轮表面的三维形貌图和单个砂粒的三维尺寸.在实验中,得到了在航空发动机叶片磨抛中使用的60#杯形CBN砂轮表面0.5 mm×1.6 mm面积的三维形貌图,某单个磨粒宽度为209.1 μm,磨粒切刃突出高度为17.3 μm.该结果与用美国WYKO的白光干涉三维表面形貌仪测量结果之间的误差为1.00%左右,这说明所采用的激光三角法测量砂轮表面三维形貌是可行的.      

大尺寸工件直线度视觉测量系统中摄像机标定的研究

根据大尺寸工件直线度激光视觉测量系统的现场标定需要,从分析点结构光传感器模型入手,推导了计算机像平面坐标系到世界坐标之间的映射关系,借助转轴实现系统旋转扫描测量;介绍了系统中摄像机坐标系、传感器坐标系、转轴坐标系、标定块坐标系及全局坐标系等各个坐标系的转换关系,结合测量系统特点设计了特有的靶标,提出了适于大尺寸工件视觉检测系统摄像机参数及全局标定方法。实验表明,该方法快速,可用于现场标定。     

刻线量规的设计、制造与测量

通过将量规刻线的中心间距标注改为异名边间距标注之后，统一了刻线量规的设计基准与测量基准，消除了设计基准与测量基准的不一致，从而缩小了被测工件公差的影响。并且，通过由刻线深度控制刻线宽度的方法，实现了刻线量规异名边间距的精密刻线，从而打破了刻线量规不能用于公差小于０．５ｍｍ工件测量的禁区，扩大了刻线量规的应用范围。     

基于三维数字图像相关法的应力测量技术

介绍了一种基于三维数字图像相关法的模型表面应力测量系统,采用两台高速摄像机同步采集被测模型表面图像,以模型表面的散斑作为载体,通过图像子区立体匹配算法匹配被测模型变形前后两幅散斑图像中的不同图像子区,解算得到模型上不同点的三维坐标值,获得模型表面的三维变形信息,实现模型表面非接触、动态实时的应力测量。     

三米六直径圆平板的测量

平板的鉴定是采用测试若干直线上若干点的数值,经数据处理后得出平板平面度数值的方法进行的。测试点在平板表面的分布应均匀合理,布及平板表面各处,以反映整个平板的平面度特性。另外对测量点应能重复进行测量,以确保测试数据的准确性和多次测量时的重复性。布点还要求能使测得的