微纳米三坐标测量机测头的研究进展 被引量：15

1

作者 黄强先 余惠娟 +1 位作者 黄帅 钱剑钊 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1264-1272,共9页

根据微纳米三维测量的发展和研究现状,首先归纳了三维微纳米测头的技术要求并进行分类,然后对国内外微纳米CMM测头的研究进展进行了介绍和比较,指出了各种类型测头需要解决的问题。针对这些测头的局限性,探讨了正在研究的新型三维谐振... 根据微纳米三维测量的发展和研究现状,首先归纳了三维微纳米测头的技术要求并进行分类,然后对国内外微纳米CMM测头的研究进展进行了介绍和比较,指出了各种类型测头需要解决的问题。针对这些测头的局限性,探讨了正在研究的新型三维谐振触发方法和触发测头。最后对微纳米三坐标测头的研究与开发趋势进行了总结和展望。 展开更多

关键词 测头 微纳测量 微纳米坐标测量机 三维测量

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微纳米三坐标测量机三轴垂直度误差测量及建模补偿 被引量：13

2

作者 李瑞君 李洁 +2 位作者 何亚雄 程真英 黄强先 《计量学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期452-456,共5页

垂直度误差是微纳米三坐标测量机的重要误差源之一,必须对其进行高精度测量并建立垂直度误差的补偿模型。采用基于光电位置敏感器件(PSD)的测量装置,先将三轴垂直度误差转化成相应方向的直线度误差再对其进行测量,并对微纳米三坐标测量... 垂直度误差是微纳米三坐标测量机的重要误差源之一,必须对其进行高精度测量并建立垂直度误差的补偿模型。采用基于光电位置敏感器件(PSD)的测量装置,先将三轴垂直度误差转化成相应方向的直线度误差再对其进行测量,并对微纳米三坐标测量机的垂直度误差进行建模和补偿。通过对0级标准量块厚度进行测量和垂直度误差补偿,量块X、Y方向厚度测量误差分别减小了11μm和4μm,验证了垂直度误差测量方法和补偿模型的有效性。 展开更多

关键词 计量学 微纳米三坐标测量机 垂直度误差 建模补偿

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微纳米三坐标测量机的高精度恒温箱研制 被引量：5

3

作者 冯建 李瑞君 +1 位作者 何亚雄 范光照 《计量学报》 CSCD 北大核心 2015年第5期455-459,共5页

针对恒温室控制精度低和分离式恒温箱因振动而无法满足微纳米三坐标测量机需要的问题，研制了一套自然对流式高精度恒温箱。用定制尺寸的中空亚克力板和轻便型超低导热系数真空绝热板制成绝热箱体。以仪器测量点温度作为温度控制反馈值... 针对恒温室控制精度低和分离式恒温箱因振动而无法满足微纳米三坐标测量机需要的问题，研制了一套自然对流式高精度恒温箱。用定制尺寸的中空亚克力板和轻便型超低导热系数真空绝热板制成绝热箱体。以仪器测量点温度作为温度控制反馈值，均匀位于恒温箱顶部的9个半导体制冷片对其周围空气进行制冷，箱内冷空气均匀向下流动，与向上流动的热空气进行热交换。采用Lab VIEW与MATLAB混合编写高精度温控程序。实验结果表明：设定值为20℃时的稳态误差为0．0032℃，稳态时温度波动小于0．03℃，优于一级恒温室。新型恒温箱具有成本低、能耗小和无振动干扰等优点。 展开更多

关键词 计量学 微纳米三坐标测量机 恒温箱 半导体制冷片 真空绝热板 自然对流

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零阿贝误差的纳米三坐标测量机工作台及误差分析 被引量：21

4

作者 黄强先 余夫领 +2 位作者 宫二敏 王晨晨 费业泰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期664-671,共8页

为避免常规三坐标测量机(CMM)中的阿贝误差,同时降低导轨运动误差对测量机测量不确定度的影响,研制了一种在三维测量方向上同时符合阿贝原则的纳米CMM工作台。该工作台做三维运动,x导轨和y导轨采用共平面结构;工作台三维测量系统的测量... 为避免常规三坐标测量机(CMM)中的阿贝误差,同时降低导轨运动误差对测量机测量不确定度的影响,研制了一种在三维测量方向上同时符合阿贝原则的纳米CMM工作台。该工作台做三维运动,x导轨和y导轨采用共平面结构;工作台三维测量系统的测量线正交于一点且正交点与测头中心点重合,x向和y向测量系统的测量线与xy导轨面共面。针对本工作台的特点,在参考常规三坐标测量机误差分析的基础上,详细分析了该工作台中各项误差的影响,给出了影响测量机不确定度的主要误差源,并对这些误差提出了修正方法。在研制的工作台上对一等量块进行了实验测试。结果显示,一等量块工作面的平面度测量标准差为11nm,台阶高度标准差为21nm,其中台阶高度测量平均值与检定值相差1nm。理论分析和实验结果表明,所研制的工作台从结构上避免了CMM中多项误差源的影响,尤其是避免了阿贝误差的影响,可用于高精度的三维测量。 展开更多

关键词 三维纳米工作台 纳米三坐标测量机 阿贝误差 误差修正

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新型纳米三坐标测量机误差检定方法的研究 被引量：27

5

作者 夏瑞雪 陈晓怀 +1 位作者 卢荣胜 俞庆平 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2010年第3期250-256,共7页

以三光束平面镜微型激光干涉仪作为高精度的标准量,研究新型纳米三坐标测量机的误差检定方法,设计相应的激光头姿态调节架和目标靶镜,组建一套适用于其的误差检定系统,分四次即可实现对测量精度影响较大的11项单项误差进行相对高精度、... 以三光束平面镜微型激光干涉仪作为高精度的标准量,研究新型纳米三坐标测量机的误差检定方法,设计相应的激光头姿态调节架和目标靶镜,组建一套适用于其的误差检定系统,分四次即可实现对测量精度影响较大的11项单项误差进行相对高精度、便捷、同步地检定。以LabVIEW作为软件开发平台,基于三次样条插值算法,编写对单项误差的采样数据进行插值计算的应用程序,以求得单项误差在量程范围内任意位置的值。 展开更多

关键词 纳米三坐标测量机 激光干涉仪 误差检定 三次样条函数

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新型纳米三坐标测量机主体结构设计 被引量：7

6

作者 卫兵 胡鹏浩 +1 位作者 王继臣 李晓惠 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期158-160,共3页

在分析现有纳米三坐标测量机主体结构的基础上,提出了一种新型的四面对称式桥架结构,并利用ANSYS对主体结构进行分析与对比,从而证明了该结构的优越性。

关键词 纳米三坐标测量机 变形 结构设计

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纳米三坐标测量机不确定度分析与精度设计 被引量：10

7

作者 杨洪涛 费业泰 陈晓怀 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期82-86,共5页

利用现代精度设计理念设计纳米三坐标测量机的结构,选用高精度的零部件进行组装,解决了传统阿贝误差问题,通过研究现代精度保障理论和技术,进行纳米级水平的误差源全面分析,推导各个不确定度分量的计算公式,根据给定的精度指标设计合理... 利用现代精度设计理念设计纳米三坐标测量机的结构,选用高精度的零部件进行组装,解决了传统阿贝误差问题,通过研究现代精度保障理论和技术,进行纳米级水平的误差源全面分析,推导各个不确定度分量的计算公式,根据给定的精度指标设计合理的精度,提出所需检定仪器的具体技术指标,精度设计的结果满足了纳米三坐标测量机的测量精度要求. 展开更多

关键词 纳米三坐标测量机 阿贝误差全误差源分析 不确定度 精度设计

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新型纳米三坐标测量机结构的动态特性分析 被引量：3

8

作者 胡鹏浩 卫兵 +1 位作者 王继臣 李晓惠 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期26-28,32,共4页

主要分析了新型纳米三坐标测量机主体结构的动态特性,包括结构的振动特性以及结构的振动响应,其目的是为分析和评定纳米测量机的动态精度做准备.通过建立振动模型并利用ANSYS对此结构进行模态分析以及谐响应分析,从而得到此结构的固有... 主要分析了新型纳米三坐标测量机主体结构的动态特性,包括结构的振动特性以及结构的振动响应,其目的是为分析和评定纳米测量机的动态精度做准备.通过建立振动模型并利用ANSYS对此结构进行模态分析以及谐响应分析,从而得到此结构的固有频率、振型以及在纳米电机的激励下结构的位移、应力.同时对龙门式和拱形式测量机结构进行了动态分析与对比,从而证明了这种新型四面对称式桥架在保证纳米三坐标动态测量精度上的优越性. 展开更多

关键词 纳米三坐标测量机 动态特性 振动 变形

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纳米三坐标测量机接触式测头触发控制 被引量：7

9

作者 程方 费业泰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2603-2609,共7页

为高灵敏度纳米三坐标测量机(nano-CMM)接触式测头提出了一种高精度高效率的触发控制策略。该策略使用了一种自行研制的4-DVD接触式测头,工件接触测头产生的微小变形会导致测头产生灵敏度极高的触发信号。系统使用超声波马达整合不同驱... 为高灵敏度纳米三坐标测量机(nano-CMM)接触式测头提出了一种高精度高效率的触发控制策略。该策略使用了一种自行研制的4-DVD接触式测头,工件接触测头产生的微小变形会导致测头产生灵敏度极高的触发信号。系统使用超声波马达整合不同驱动模式,实现了高速逼近和低速触发的有效结合。触发过程使用了二次触发策略,即第一次触发获得接触位置的范围,第二次触发用极低的速度,详细记录触发点附近的触发信号,并通过线性拟合的方式求得信号曲线转折点,即为触发位置。该方法解决了驱动分辨率和行程大小的矛盾。实验结果显示:该方法可以有效地避免测头系统的塑性形变,触发位置的重复性可在10 nm以内。结果表明,本文提出的nano-CMM接触式测头触发控制策略在保证精度和稳定性的前提下,表现出了良好的控制效率。 展开更多

关键词 纳米三坐标测量机 接触式测头 超声波马达 二次触发

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纳米三坐标测量机模拟接触式探头的标定(英文) 被引量：1

10

作者 钱剑钊 黄强先 +3 位作者 李瑞君 龚伟 王志伟 王晨晨 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期604-608,共5页

三坐标测量机的高精度模拟接触式探头在计算探头球尖位移与传感器输出的关系时需要空间坐标转换模型与标定参数。标定方法基于自己研发的模拟接触式探头,该探头由带有光纤球头的的金属丝悬浮机构,二维角度传感器,小型迈克尔逊干涉仪组... 三坐标测量机的高精度模拟接触式探头在计算探头球尖位移与传感器输出的关系时需要空间坐标转换模型与标定参数。标定方法基于自己研发的模拟接触式探头,该探头由带有光纤球头的的金属丝悬浮机构,二维角度传感器,小型迈克尔逊干涉仪组成。通过空间坐标转换,矩阵计算模型和标定实验的建立,重点描述了一种特定的标定方法与标定了模型的未知参数。实验结果表明三坐标测量机在x、y、z三方向上测量的标定值与实际值的位移误差的标准差小于30 nm,证明该方法具有一定的可行性与有效性。 展开更多

关键词 模拟探头 DVD激光读取头 标定 纳米三坐标测量机

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纳米三坐标测量机误差分离方法 被引量：1

11

作者 杨洪涛 费业泰 陈晓怀 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期140-143,共4页

根据纳米三坐标测量机结构、误差分布特征和精度要求,选用微型三光束平面激光干涉仪分离测量机误差。设计了误差分离装置,实现了干涉仪平移、偏摆、俯仰和垂直高度的调整以及反射镜垂直角度的精密调整。从原理上分析了45°反射镜光... 根据纳米三坐标测量机结构、误差分布特征和精度要求,选用微型三光束平面激光干涉仪分离测量机误差。设计了误差分离装置,实现了干涉仪平移、偏摆、俯仰和垂直高度的调整以及反射镜垂直角度的精密调整。从原理上分析了45°反射镜光路转折对干涉仪测量结果的影响,实验结果证实了该装置可以实现标准量示值误差、导轨直线度线值误差和俯仰、偏摆、滚转误差的一次性分离,减小传统仪器分离方法由于发热、振动和非实时测量带来的附加误差,误差修正精度可以提高5倍。 展开更多

关键词 纳米三坐标测量机 误差分离装置 设计 试验

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新型纳米三坐标测量机Z轴的研制 被引量：1

12

作者 王继臣 胡鹏浩 卫兵 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第z1期138-141,共4页

介绍了一种新型纳米三坐标测量机Z轴的结构设计。提出了两级驱动式结构,即通过粗动与微动相结合的驱动方式实现纳米级精度。第一级粗动,采用2个NANOMOTION LS4系列大行程纳米电机从两侧同时驱动,克服了单侧驱动的不利因素,使得机构运行... 介绍了一种新型纳米三坐标测量机Z轴的结构设计。提出了两级驱动式结构,即通过粗动与微动相结合的驱动方式实现纳米级精度。第一级粗动,采用2个NANOMOTION LS4系列大行程纳米电机从两侧同时驱动,克服了单侧驱动的不利因素,使得机构运行时更加稳定;第二级微动,采用压电陶瓷驱动,通过柔性铰链位移缩小结构将位移分辨率提高到1 nm。计算和分析表明,这种新型的两级驱动式结构可以满足纳米三坐标测量机Z向测量高精度、大行程要求。 展开更多

关键词 纳米三坐标测量机 Z轴 柔性铰链

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纳米三坐标测量机的精度设计 被引量：4

13

作者 王琦 陈晓怀 +1 位作者 杨洪涛 金飞翔 《工具技术》 北大核心 2006年第7期71-73,共3页

利用现代精度设计思想,根据纳米三坐标测量机的结构设计,分析了影响其精度的各项误差源,提出所需检定仪器的具体技术指标;根据给定的精度指标设计合理的精度分配方案,精度设计的结果满足纳米三坐标测量机的测量精度要求。

关键词 纳米三坐标测量机 精度设计 误差源分析

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基于CAD的三坐标测量机检测规划系统的开发 被引量：20

14

作者 赵韩 刘达新 +1 位作者 董玉德 王万龙 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1846-1853,共8页

为了提高检测自动化和智能化水平,提出基于CAD平台的三坐标测量机检测规划系统的开发方法。系统结构由外至里分为界面层、功能层、服务层和数据层四层,外层的操作和功能通过里层的支撑服务和数据实现。关键技术中检测几何信息的提取分... 为了提高检测自动化和智能化水平,提出基于CAD平台的三坐标测量机检测规划系统的开发方法。系统结构由外至里分为界面层、功能层、服务层和数据层四层,外层的操作和功能通过里层的支撑服务和数据实现。关键技术中检测几何信息的提取分为直接获取和元素离散点拟合两种方式;采样规划采用以规则分布为基础的步长自适应再分策略;路径规划主要涉及表面求交线的碰撞检查及基于启发式规则的碰撞规避;自动编程根据功能和规划信息依DMIS格式实现。整套系统基于三维CAD平台Open CASCADE进行了实现,相关实例表明该系统能很好地完成常见零件的自动检测规划任务。 展开更多

关键词 三坐标测量机(cmm) CAD/cmm集成 OPEN CASCADE 检测规划 尺寸测量接口标准(DMIS)

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三坐标测量机无碰撞检测路径的生成 被引量：10

15

作者 刘达新 赵韩 +1 位作者 董玉德 王万龙 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期804-811,共8页

针对三坐标测量机检测路径的优化与安全问题,提出一种无碰撞检测路径的生成方法.先对测量点按其参数加权和大小规划检测顺序形成初始路径,再通过对测头扫描体表面与零件表面求截面交线进行碰撞检测,结合轴向包围盒过滤提高碰撞检测的效... 针对三坐标测量机检测路径的优化与安全问题,提出一种无碰撞检测路径的生成方法.先对测量点按其参数加权和大小规划检测顺序形成初始路径,再通过对测头扫描体表面与零件表面求截面交线进行碰撞检测,结合轴向包围盒过滤提高碰撞检测的效率;对于碰撞的路径段,先对可能存在的外圆特征进行碰撞规避,再对其他碰撞采用启发式规则进行避障移动规划,结合设计的一个扩展包围盒进行避障点设定.最后通过实验验证了文中方法的可行性.实验结果表明,该方法可以在较短时间内生成有效的较优路径,同时能很好地避免碰撞. 展开更多

关键词 三坐标测量机(cmm) 路径生成 碰撞检测 碰撞规避 包围盒

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面向三坐标测量机应用的检测特征自动提取和识别 被引量：8

16

作者 王健美 王君英 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第23期2098-2100,共3页

为了解决三坐标测量机(CMM)中手工输入检测信息的问题,提出了自动提取和识别检测特征的方案。应用特征技术,实现了基于CAD模型公差特征的自动提取。利用CAD模型中几何要素标识唯一的特点,建立了STEP和QDAS中性文件的匹配,解决了几何信... 为了解决三坐标测量机(CMM)中手工输入检测信息的问题,提出了自动提取和识别检测特征的方案。应用特征技术,实现了基于CAD模型公差特征的自动提取。利用CAD模型中几何要素标识唯一的特点,建立了STEP和QDAS中性文件的匹配,解决了几何信息和检测信息在CAD和CMM之间的传递和识别问题。在Unigraphics上进行了二次开发,使其能自动输出匹配好的STEP和QDAS文件,并能被CMM软件识别和应用。 展开更多

关键词 检测特征提取 检测特征识别 三坐标测量机(cmm) CAD

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三坐标测量机测头半径补偿技术及应用 被引量：6

17

作者 王红敏 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2010年第6期109-112,115,共5页

对三坐标测量机(CMM)的测头半径补偿技术进行了深入研究,通过对三坐标测量机测头半径的二维和三维补偿技术的探讨以及相应的测量实例分析,论证了两种补偿技术的可行性,并说明了各自的特点及应用场合,指出了测头补偿技术的核心问题与关... 对三坐标测量机(CMM)的测头半径补偿技术进行了深入研究,通过对三坐标测量机测头半径的二维和三维补偿技术的探讨以及相应的测量实例分析,论证了两种补偿技术的可行性,并说明了各自的特点及应用场合,指出了测头补偿技术的核心问题与关键技术,从而可以准确快速地得到被测点相应的坐标值。 展开更多

关键词 三坐标测量机 测头 补偿技术 微平面法

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三坐标测量机在模具加工中的应用 被引量：1

18

作者 程蓉 刘建 《电加工与模具》 2002年第6期49-50,共2页

关键词 三坐标测量机 模具加工 应用 cmm

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三坐标测量机与FMS集成研究

19

作者 王焕娟 张鹰 +1 位作者 王井贵 冯达夫 《计算机集成制造系统-CIMS》 EI CSCD 1998年第1期50-52,共3页

作为ＦＭＳ质量检测单元的三坐标测量机（ＣＭＭ）多不具备进线功能。如何实现ＣＭＭ与ＦＭＳ集成是目前实施ＦＭＳ．ＣＩＭＳ应用工程的一个重要课题。本文介绍了ＣＭＭ进线技术的具体实施方案。一方面，ＣＭＭ在单元控制器的控制与调... 作为ＦＭＳ质量检测单元的三坐标测量机（ＣＭＭ）多不具备进线功能。如何实现ＣＭＭ与ＦＭＳ集成是目前实施ＦＭＳ．ＣＩＭＳ应用工程的一个重要课题。本文介绍了ＣＭＭ进线技术的具体实施方案。一方面，ＣＭＭ在单元控制器的控制与调度下，实时在线检测工件；另一方面，ＣＭＭ与ＣＡＤ信息交互，实现设计信息与测量信息的双向转换。 展开更多

关键词 FMS cmm 在线测量 CAD 三坐标测量机

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微纳测量机测头弹性结构的参数设计 被引量：10

20

作者 陈晓怀 陈贺 +2 位作者 王珊 李瑞君 高伟 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2587-2593,共7页

根据微纳米三坐标测量机对测头各项指标的要求,提出了4种测头弹性结构的设计方案。通过力学分析建立测头弹性结构三维刚度模型,应用有限元分析软件ANSYS分别对4种弹性结构的刚度进行仿真计算;然后,分析讨论了4种弹性结构的性能特点。综... 根据微纳米三坐标测量机对测头各项指标的要求,提出了4种测头弹性结构的设计方案。通过力学分析建立测头弹性结构三维刚度模型,应用有限元分析软件ANSYS分别对4种弹性结构的刚度进行仿真计算;然后,分析讨论了4种弹性结构的性能特点。综合考虑测量刚度、灵敏性及结构紧凑稳定等多种因素,选择十字型结构作为微纳米测量机测头的弹性结构,并对其进行了结构参数的优化和测头刚度各向同性设计。搭建了高精度三维微位移测试平台,对测头的测量范围、线性、位移误差进行了实验验证。仿真分析和实验结果表明,测头的弹性结构满足测量范围40μm×40μm×20μm、测量刚度小于0.5mN/μm及刚度各向同性的要求,整体测量误差小于100nm。 展开更多

关键词 坐标测量机 微纳米测量 接触扫描测头 弹性结构设计 有限元分析

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