光纤光栅探针测量误差分析与视觉引导技术研究
发布时间：2021-08-11 13:33
近年来,随着精密加工技术的不断发展,在微加工领域出现了一批具有微尺寸特征的微结构。目前,四芯光纤光栅探针传感器及其测量系统实现了对微孔的高精度测量效果。然而,现有的测量方式缺乏对四芯光纤光栅探针传感器本身测量误差的分析,无法进一步地对探针传感器返回的信号进行补偿;除此之外,目前还未将探针传感器与视觉测量系统相结合进行测量工作,需要进一步围绕视觉测量系统对探针传感器进行引导这一技术展开研究,这其中涉及到调倾系统、影像系统等之间的空间坐标系标定工作。针对目前缺乏对探针传感器返回的信号进行误差分析与补偿,以及缺少对探针传感器的视觉引导和测量系统之间的空间坐标系标定的研究现状,结合四芯光纤光栅微尺度探针传感器现有技术,进一步分析四芯光纤光栅探针传感器在测量过程中引入的误差,实现对探针传感器返回的信号进行补偿;在此基础上,完成调倾系统、影像系统、探针系统三者之间的坐标系标定等工作,实现对光纤光栅探针传感器的视觉引导和调倾系统、影像系统等空间坐标系之间的关系标定。论文的主要研究内容如下:1、探针半径补偿与球度标定研究:针对四芯光纤光栅探针传感器缺乏对其返回的空间信号进行误差分析和补偿的研究现状,进...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
气动塞规的气路模型
例如箱体零件的孔径与孔位、叶片与齿轮、汽车与飞机等的外廓尺；提高了三维测量的精度，目前高精度的坐标测量机的单轴精度，每米可达 1μm 以内，三维空间精度可达 1μm~2μm；随着三坐标测量机的精提高，自动化程度不断发展，促进了三维测量技术的进步，大大地提高效率[33,34]。前国际上具有代表性的三坐标测量机厂家有:美国的 OGP 公司、德国的司、德国的 Werth 公司等。美国 OGP 公司最新的 Sprint MVP 系列三坐机行程可达300 × 300 × 150mm，x、y 轴位移线性精度最高可达 2.5μm，线性精度最高可达 1.5μm，结合了 Renishaw Straight stylus 红宝石直测针现对微孔半径高精度的测量。该类型直测针测量功能的实现主要依赖于的红外线触发测头，在测头内部有一个闭合的有源电路，该电路与一个触发机构相连接，只要触发机构产生触发动作，就会引起电路状态变化声光信号，指示测头的工作状态。该探针的重复性误差可以低至 0.25μm量深度可达 180mm。然而，由于探针自身尺寸的限制，测头直径已达无法对 100μm~2 mm 的微深内结构实现测量。
例如箱体零件的孔径与孔位、叶片与齿轮、汽车与飞机等的外廓尺；提高了三维测量的精度，目前高精度的坐标测量机的单轴精度，每米可达 1μm 以内，三维空间精度可达 1μm~2μm；随着三坐标测量机的精提高，自动化程度不断发展，促进了三维测量技术的进步，大大地提高效率[33,34]。前国际上具有代表性的三坐标测量机厂家有:美国的 OGP 公司、德国的司、德国的 Werth 公司等。美国 OGP 公司最新的 Sprint MVP 系列三坐机行程可达300 × 300 × 150mm，x、y 轴位移线性精度最高可达 2.5μm，线性精度最高可达 1.5μm，结合了 Renishaw Straight stylus 红宝石直测针现对微孔半径高精度的测量。该类型直测针测量功能的实现主要依赖于的红外线触发测头，在测头内部有一个闭合的有源电路，该电路与一个触发机构相连接，只要触发机构产生触发动作，就会引起电路状态变化声光信号，指示测头的工作状态。该探针的重复性误差可以低至 0.25μm量深度可达 180mm。然而，由于探针自身尺寸的限制，测头直径已达无法对 100μm~2 mm 的微深内结构实现测量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CMM机构误差引入的空间点不确定度评定[J]. 徐磊,陈晓怀,程银宝,姜瑞,李红莉. 电子测量与仪器学报. 2016(12)
[2]基于精度理论的测量不确定度评定与分析[J]. 程银宝,陈晓怀,王汉斌,李红莉,徐磊. 电子测量与仪器学报. 2016(08)
[3]基于机器视觉的圆盘分切刀轴向间隙检测[J]. 胡祥,吕文阁,阎秋生,路家斌. 机电工程技术. 2015(09)
[4]变臂关节式坐标测量机的参数自标定方法研究[J]. 祝连庆,李伟仙,潘志康,郭阳宽,陈青山. 仪器仪表学报. 2014(03)
[5]微纳米三坐标测量机测头的研究进展[J]. 黄强先,余惠娟,黄帅,钱剑钊. 中国机械工程. 2013(09)
[6]空气节流对超燃燃烧室流场结构与燃料混合影响的数值研究[J]. 田野,乐嘉陵,杨顺华,张弯洲. 推进技术. 2013(01)
[7]航空发动机叶片气膜孔测量技术研究[J]. 王呈,刘涛,穆轩,刘鹏,朱立志. 计测技术. 2012(05)
[8]基于光纤布拉格光栅（FBG）原理的三坐标测量机测头结构[J]. 范哲光,费业泰,丁邦宙. 工具技术. 2010(11)
[9]气膜孔形状对涡轮叶片气膜冷却影响的研究进展[J]. 李广超,柏树生,吴冬,张魏. 热能动力工程. 2010(06)
[10]旋转抛物曲面测量中的测球半径补偿[J]. 陈赐常,李晓星,王卫军,方程. 航天制造技术. 2010(05)
博士论文
[1]基于视觉与触觉集成传感的多坐标组合测量系统的研究[D]. 朱嘉.天津大学 2010
[2]三坐标机与立体视觉的系统集成与信息融合的关键技术研究[D]. 唐克伦.重庆大学 2008
[3]超燃冲压发动机一体化流道设计优化研究[D]. 吴先宇.国防科学技术大学 2007
[4]曲面工件超声自动检测中若干关键技术研究[D]. 吴思源.浙江大学 2006
硕士论文
[1]四自由度调整定位工作台中的精密驱动与定位技术[D]. 郭腾辉.哈尔滨工业大学 2016
[2]自组装光纤光栅微尺度传感器关键技术研究[D]. 朱圣琪.哈尔滨工业大学 2015
[3]四芯光纤光栅探针微尺度传感机理研究[D]. 冯昆鹏.哈尔滨工业大学 2014
[4]三坐标轮廓测量仪检测非球面研究[D]. 王建明.苏州大学 2013
[5]基于机器视觉的影像测量系统的研究与设计[D]. 黄伟琼.华南理工大学 2012
[6]三坐标测量机测头半径三维智能补偿技术[D]. 赵云飞.中国计量学院 2012
[7]基于三维微触觉测头的纳米坐标测量系统[D]. 武志超.天津大学 2012
[8]双目视觉三维测量技术研究[D]. 陈济棠.广东工业大学 2011
[9]气动塞规法检测精密小孔孔径技术的研究[D]. 程保良.哈尔滨工业大学 2010
[10]基于图像处理的小尺寸精密测量研究[D]. 李正大.西安电子科技大学 2008
本文编号：3336250
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
气动塞规的气路模型
例如箱体零件的孔径与孔位、叶片与齿轮、汽车与飞机等的外廓尺；提高了三维测量的精度，目前高精度的坐标测量机的单轴精度，每米可达 1μm 以内，三维空间精度可达 1μm~2μm；随着三坐标测量机的精提高，自动化程度不断发展，促进了三维测量技术的进步，大大地提高效率[33,34]。前国际上具有代表性的三坐标测量机厂家有:美国的 OGP 公司、德国的司、德国的 Werth 公司等。美国 OGP 公司最新的 Sprint MVP 系列三坐机行程可达300 × 300 × 150mm，x、y 轴位移线性精度最高可达 2.5μm，线性精度最高可达 1.5μm，结合了 Renishaw Straight stylus 红宝石直测针现对微孔半径高精度的测量。该类型直测针测量功能的实现主要依赖于的红外线触发测头，在测头内部有一个闭合的有源电路，该电路与一个触发机构相连接，只要触发机构产生触发动作，就会引起电路状态变化声光信号，指示测头的工作状态。该探针的重复性误差可以低至 0.25μm量深度可达 180mm。然而，由于探针自身尺寸的限制，测头直径已达无法对 100μm~2 mm 的微深内结构实现测量。
例如箱体零件的孔径与孔位、叶片与齿轮、汽车与飞机等的外廓尺；提高了三维测量的精度，目前高精度的坐标测量机的单轴精度，每米可达 1μm 以内，三维空间精度可达 1μm~2μm；随着三坐标测量机的精提高，自动化程度不断发展，促进了三维测量技术的进步，大大地提高效率[33,34]。前国际上具有代表性的三坐标测量机厂家有:美国的 OGP 公司、德国的司、德国的 Werth 公司等。美国 OGP 公司最新的 Sprint MVP 系列三坐机行程可达300 × 300 × 150mm，x、y 轴位移线性精度最高可达 2.5μm，线性精度最高可达 1.5μm，结合了 Renishaw Straight stylus 红宝石直测针现对微孔半径高精度的测量。该类型直测针测量功能的实现主要依赖于的红外线触发测头，在测头内部有一个闭合的有源电路，该电路与一个触发机构相连接，只要触发机构产生触发动作，就会引起电路状态变化声光信号，指示测头的工作状态。该探针的重复性误差可以低至 0.25μm量深度可达 180mm。然而，由于探针自身尺寸的限制，测头直径已达无法对 100μm~2 mm 的微深内结构实现测量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CMM机构误差引入的空间点不确定度评定[J]. 徐磊,陈晓怀,程银宝,姜瑞,李红莉. 电子测量与仪器学报. 2016(12)
[2]基于精度理论的测量不确定度评定与分析[J]. 程银宝,陈晓怀,王汉斌,李红莉,徐磊. 电子测量与仪器学报. 2016(08)
[3]基于机器视觉的圆盘分切刀轴向间隙检测[J]. 胡祥,吕文阁,阎秋生,路家斌. 机电工程技术. 2015(09)
[4]变臂关节式坐标测量机的参数自标定方法研究[J]. 祝连庆,李伟仙,潘志康,郭阳宽,陈青山. 仪器仪表学报. 2014(03)
[5]微纳米三坐标测量机测头的研究进展[J]. 黄强先,余惠娟,黄帅,钱剑钊. 中国机械工程. 2013(09)
[6]空气节流对超燃燃烧室流场结构与燃料混合影响的数值研究[J]. 田野,乐嘉陵,杨顺华,张弯洲. 推进技术. 2013(01)
[7]航空发动机叶片气膜孔测量技术研究[J]. 王呈,刘涛,穆轩,刘鹏,朱立志. 计测技术. 2012(05)
[8]基于光纤布拉格光栅（FBG）原理的三坐标测量机测头结构[J]. 范哲光,费业泰,丁邦宙. 工具技术. 2010(11)
[9]气膜孔形状对涡轮叶片气膜冷却影响的研究进展[J]. 李广超,柏树生,吴冬,张魏. 热能动力工程. 2010(06)
[10]旋转抛物曲面测量中的测球半径补偿[J]. 陈赐常,李晓星,王卫军,方程. 航天制造技术. 2010(05)
博士论文
[1]基于视觉与触觉集成传感的多坐标组合测量系统的研究[D]. 朱嘉.天津大学 2010
[2]三坐标机与立体视觉的系统集成与信息融合的关键技术研究[D]. 唐克伦.重庆大学 2008
[3]超燃冲压发动机一体化流道设计优化研究[D]. 吴先宇.国防科学技术大学 2007
[4]曲面工件超声自动检测中若干关键技术研究[D]. 吴思源.浙江大学 2006
硕士论文
[1]四自由度调整定位工作台中的精密驱动与定位技术[D]. 郭腾辉.哈尔滨工业大学 2016
[2]自组装光纤光栅微尺度传感器关键技术研究[D]. 朱圣琪.哈尔滨工业大学 2015
[3]四芯光纤光栅探针微尺度传感机理研究[D]. 冯昆鹏.哈尔滨工业大学 2014
[4]三坐标轮廓测量仪检测非球面研究[D]. 王建明.苏州大学 2013
[5]基于机器视觉的影像测量系统的研究与设计[D]. 黄伟琼.华南理工大学 2012
[6]三坐标测量机测头半径三维智能补偿技术[D]. 赵云飞.中国计量学院 2012
[7]基于三维微触觉测头的纳米坐标测量系统[D]. 武志超.天津大学 2012
[8]双目视觉三维测量技术研究[D]. 陈济棠.广东工业大学 2011
[9]气动塞规法检测精密小孔孔径技术的研究[D]. 程保良.哈尔滨工业大学 2010
[10]基于图像处理的小尺寸精密测量研究[D]. 李正大.西安电子科技大学 2008
本文编号：3336250
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