孙志海[1]2003年在《基于CAD的加工中心在线检测系统研究与开发》文中研究说明目前机械加工过程中，工件的定位与检测大部分还要依靠人工来完成。人工测试不但工作量大，带有一定的人为因素，而且质量数据也不能采集。开发加工中心在线检测系统，既是企业生产实际中亟待解决的难题，也是开发CIMS/QAS系统中的关键技术。不解决好自动检测技术，产品质量信息就难以得到集成。本文在该技术原有发展的基础上，结合CAD/CAM的最新发展，以提高加工中心的加工柔性、加工效率、加工精度为目的，对加工中心在线检测系统进行了深入的研究。本文介绍了基于CAD的加工中心在线检测系统的软件的总体分析与设计、功能及关键技术研究。在ObjectARX的开发环境Visual C++ 6.0下，结合MFC类库，对MDT二次开发，提取图形数据，制定检测路径规划，自动生成检测程序。该系统可用于工件的装夹找正，对工件进行自动在线测量等。 本文基于软件工程，结合自动编程技术的最新发展，进行了基于CAD的加工中心在线检测系统的需求分析、模块划分、软件总体设计等。并对各项关键技术进行了如下研究： (1)特征识别与数据提取技术。以MDT为开发平台，利用ARX，VC++，MFC类库叁者相结合作为开发工具，对MDT进行二次开发，获取检测所需数据。 (2)检测路径规划模块。路径规划作为CAD与在线检测系统集成的纽带，在加工中心在线检测系统中具有举足轻重的作用。涉及到路径规划的控制参数、层次分类等问题。 (3)自动编程和程序集成技术研究。 最后，总结本文的工作并展望了进一步的研究方向。
张庚申[2]2011年在《面向数控车床的在线检测系统研究与开发》文中认为机床在线自动检测技术是提高机床加工精度和加工效率的关键技术之一,人工检测所耗工时多,并带有一定的人为误差。叁坐标测量机(CMM)的出现虽然提高了检测精度,但是也带来了工件二次装夹引起的定位误差。开发机床在线检测系统,既是国内外数控技术研究的热点问题,也是企业实际生产中急需解决的问题。本论文针对这一问题,开展基于AutoCAD的数控车床在线工件自动检测系统的系统构架、功能及关键技术研究,主要包括以下几个方面的内容：1、介绍本课题的研究背景和意义,调研在线检测技术的国内外研究和发展现状,指出在线检测系统研究领域存在的问题。2、针对数控车床加工中的检测要求,提出基本几何体和自由曲线回转体零件检测路径规划方法和检测数控代码的生成方法。3、在对在线检测系统检测误差源分析的基础上,研究车床在线检测过程中测头标定和测量半径补偿方法,并开展零件形体特征的热变形补偿方法研究,提出检测误差的逐步二次分离法,用来获取导轨直线度误差。4、在上述研究的基础上,运用AutoCAD的ObjectARX的二次开发平台,开发出数控车床在线检测系统,主要模块包括：数控代码生成模块、宏程序检测模块、机床实时通信模块等。5、本文以阶梯轴的轴对称度和平面度以及自由曲线回转体零件加工精度的检测为例,通过与CMM检测结果的对比,验证所开发检测系统的可行性。
王广彦[3]2002年在《基于CAD的加工中心在线检测关键技术研究》文中指出加工中心在线检测技术是提高加工中心工作精度和操作自动化程度的关键技术之一。本文在该技术原有发展的基础上，并结合计算机辅助设计、计算机仿真以及自由曲线检测等领域的一些最新进展情况，以CAD技术为核心，对加工中心在线检测自动编程技术进行了深入研究。 1．对CAD技术在生产中的实际应用情况进行了综合分析，认识到了CAD技术在现代产品设计中的重要地位，提出了将检测工作在设计阶段进行的观点。 2．对各种CAD软件进行了综合分析比较，选择了AutoCAD14.0作为开发平台，以ObjectARX为开发工具，建立了加工中心在线检测与CAD的集成系统。 3．开发了加工中心在线检测仿真系统，这一技术是检测与CAD集成后的内在发展需要。 4．以CAD技术为出发点，对自由曲线的检测方法进行了研究，提出了一种新的自由曲线检测方法，使在线检测技术成为设计人员有力的辅助工具。 5．对加工中心在线检测自动编程系统进行了初步设计，开发了集成参数式赋值编程、CAD图形编程以及仿真的在线检测自动编程软件系统。
诸进才[4]2008年在《面向曲面零件的加工精度在线检测技术研究与系统开发》文中认为为了适应国内对零件加工精度及效率越来越高的要求,数控机床得到了越来越广泛的应用,与此同时,高精密零件加工精度的检测技术也面临着更大的挑战。叁坐标测量机(CMM)的出现虽然大大地提高了检测的精度,但也带来了工件二次装夹的定位误差和大型零件无法检测等问题。为满足各方面的要求,越来越多的厂商及用户希望能直接在数控机床上配置自动检测系统。目前,国内已有一些的院校和企业正在这方面的研究。但基本上是针对规则形体特征的检测方面,而对自由曲面零件的在线检测技术研究则落后于国外。本论文基于零件的STL叁角网格模型,对自由曲面零件数控加工精度的在线检测关键技术进行了较为深入的研究,主要包括以下几个方面的内容:1)在调研国内外在线检测技术发展现状的基础上,指出了当前该领域存在的关键问题,提出面向自由曲面零件的加工精度在线检测系统的总体方案。2)验证STL格式零件作为检测用原始理想模型的精度,以保证检测的精确性。为了满足曲面检测时尽可能取较少的测点但充分反映曲面加工精度的高效检测要求,提出基于叁角网格顶点曲率变化的测点自适应分布算法。3)在分析、评估曲面检测误差技术的基础上,提出点对点的曲面检测误差分析方法,并实现了误差报告输出。4)开发FANUC系列数控机床检测结果输出的宏程序,运用API技术编写检测代码输入与检测结果输出模块,实现计算机与机床的实时通信。5)在上述研究的基础上,基于VC++ 6.0软件开发平台和OpenGL叁维图形技术,开发了一套面向自由曲面零件的加工精度在线检测系统。通过零件从加工到精度检测的实验验证,验证了所开发检测系统的可行性和稳定性。
张常鑫[5]2009年在《数控加工中心在线检测系统关键技术研究》文中进行了进一步梳理现代制造业要求在制造过程中能更快速、更精确地对加工工件进行检测。传统的手工检测和离线检测由于检测效率低、检测精度差、检测过程繁琐费力等原因,已经远远达不到生产过程对检测速度和精度的要求;数控加工中心在线检测具有检测效率高、精度高、性能可靠和智能化的特点,可以很好地对自由曲面工件尤其是复杂曲面工件进行检测,已经成为国内外研究的前沿和热点问题。本文基于数控加工技术和在线检测技术的发展背景,结合在线检测技术原有的技术和发展成果,对数控加工中心在线检测系统的总体方案和关键技术进行了深入的研究,建立了数控加工中心在线检测仿真和实验系统。本文的主要研究内容如下:1.综述了数控加工中心在线检测技术的研究水平、发展成果和发展趋势;2.针对在线检测技术,研究了基于典型型面、CAD模型、无CAD模型叁种情况下测量信息的提取方法;3.提出了一种将CAD模型与检测物体模型相匹配的算法;开发了检测典型型面的宏程序库并通过人机交互实现了基于自由曲面自动生成检测宏程序的功能;4.研究了在线检测系统实现的总体方案,综合运用VC++、MFC和OpenGL语言开发了面向对象的加工中心在线检测仿真与实验系统,为以后更深入地研究和发展在线检测技术打下了一个坚实的基础;5.最后对检测过程进行了初步的仿真和实验验证,并对检测结果进行了系统的分析,指出了目前本实验系统的不足并对今后的改进提出了自己的意见。
薄敬东[6]2005年在《基于测头的加工中心在线监控信息集成研究》文中提出具有在线检测功能的加工中心正逐步被制造企业采用,然而检测程序编制困难、加工过程中在线检测控制信息不能与CAD/CAM系统信息共享,因而本文提出基于测头的加工中心在线监控信息集成研究,研究的重点是检测系统与CAD/CAM系统信息集成的方法,并在信息集成的环境下,采用面向对象技术开发计算机辅助检测规划(Computer Aided Inspecting Planning, CAIP)系统,从而解决检测系统与CAD/CAM系统信息共享以及检测程序可视化编制问题。 论文主要在以下方面展开: 1.由对国内外在线检测系统与CAD/CAM系统信息集成研究的现状分析和成果研究,提出利用面向对象的程序设计方法开发基于加工中心的在线监控信息集成系统。 2.分析CAD/CAM系统集成方法和系统功能模块,研究CAD/CAM/CAIP集成系统的原理模型,构建集成系统的功能模块。在此集成系统中,研究面向对象的CAIP系统的总体设计方案。 3.研究面向对象的CAIP系统的功能和系统设计流程,在Visual C++6.0平台和Access数据库的支持下,依据特征理论并应用特征映射方法,对系统进行详细设计和编码及检测所需资源的数据库设计。 4.研究CAIP系统与CAD/CAM系统信息集成的方法,并在Mechanical Desktop平台上,用ARX、MCAD API开发工具,研发CAD/CAM/CAIP信息集成系统,来实现可视化检测编程和加工、检测、控制等信息的集成。 5.在面向对象软件测试理论的指导下,对本文研发的信息集成系统进行测试。
周龙[7]2008年在《基于机器人的叶轮数控加工在线检测技术研究》文中研究表明随着计算机、微电子和自动化技术高速发展,制造加工技术已经成为工业现代化的重要衡量指标,在国民经济中扮演着举足轻重的作用,在线检测技术正是其中重要的一项,其在工业检测、逆向工程等领域占有重要地位。目前,国内外很多学者都把目光投向了复杂工件的在线检测,本文以此为背景,以整体式叶轮为在线检测对象,在数据配准、测头“手眼”标定、半径补偿和路径规划等方面进行了研究。首先研究了叶轮CAD模型与实物数据配准问题。目前,很多数据配准算法都是基于图像匹配,图像匹配对二维场景的匹配效果较好,但对于叁维场景的匹配就显得有些不适用,对此,提出了一种关于系统辨识的数据配准算法,并给出了配准精度。介绍了一种新的测头“手眼”标定方法。机械臂进行检测时读取的是测头球心的位置,所以必须标定球心与机械臂法兰坐标系的旋转和平移关系。本文采用的是Renishaw接触式测头作为传感器,所有检测的数值都是球心所在位置,必须对测头进行半径补偿,论文从未知曲面和已知曲面两方面分析了测头补偿的方法。路径规划是在线检测系统设计的重要组成部分,本设计的检测对象是叶轮这种结构比较复杂的工件,因此,本系统的路径规划也就相对比较复杂,包括路径控制点的设置,测头姿态自适应选取,机械臂姿态调整,具体路径规划和路径的优化等。本文还分析了在线检测系统各个环节的误差。分析了CAD模型与实物数据配准误差,以及测头“手眼”标定误差。通过叶轮检测实例,系统分析了可能的误差因素,给出了检测系统的整体误差。
李鹏[8]2012年在《加工中心在机复合式检测系统的关键技术研究》文中研究表明随着先进制造技术的发展,对加工中心工件的在机检测提出了更高的要求。如对于具有复杂型面结构特征的长周期加工件,如何在保证检测精度的同时,提高检测效率。针对当前加工中心在机检测中,单一的传感器在检测精度、检测效率等方面存在的不足和局限,本文提出了一种加工中心在机复合式检测的原创设计方案,并重点对检测系统建立过程中所涉及到的关键技术进行了研究。主要的研究内容和贡献如下：1.基于逆向工程中的接触式和非接触检测原理,设计了可以集成于加工中心刀库中的复合式检测装置,提出了复合式检测判据。在此基础上,按照检测系统的设计思路阐述了复合式检测系统的工作原理。2.建立了系统相关的数学模型,包括基于线结构光视觉的非接触检测模型、考虑测量延时的接触式检测模型,以及使复合式检测数据融合统一的数学模型。3.对于系统中加工中心的定位误差,通过建立误差数据库,提出了基于程序G代码修正的误差补偿方案。对系统数学模型中所涉及的参数求解进行了标定：采用同心圆平面靶标,对摄像机内参数、光平面参数进行了标定；使用标准球实现了等效补偿半径的标定；对于摄像机外参数,提出了基于单个同心圆和标准球的间接标定方法,实现了复合式检测数据在检测坐标系下的统一。4.为保证接触式测头在自动测量时的安全性和检测的准确性,提出了基于工件加工特征的复合式检测规划方案。对工件非接触检测获得的点云数据进行误差补偿后,通过对点云数据进行特征提取、特征拟合构建出加工几何特征,从而基于该几何特征进行接触式检测路径规划,并通过检测实验验证了该方案的可行性。5.对检测系统的软件设计进行了介绍,通过检测实例给出了当前系统的检测精度,对影响检测精度的误差因素进行了分析,定性地提出了减小误差的方法。最后在总结全文研究工作的基础上,对检测系统的深入研究提出了工作展望。
桑宏强[9]2005年在《加工中心在线检测路径规划模型及仿真研究》文中研究说明随着信息技术、计算机技术、现代电子技术等高新技术不断发展,特别是计算机技术的普及和应用,加工中心在线检测技术随之发展起来。加工中心在线检测技术是提高加工中心加工精度和自动化程度的关键技术之一,是计算机集成制造系统(CISM)中计算机辅助质量监控(CAQC)的关键技术。 本论文研究了加工中心在线检测中的关键技术——路径规划和仿真技术。加工中心在线检测路径规划是决定在线检测效率和精度的关键所在,仿真是验证检测路径的有效途径。在深入研究零件检测特征的基础上,提出了基于特征的检测路径规划方法和检测路径规划模型,并对检测路径进行了检测过程仿真。利用面向对象的在线检测编程技术,以VC++6.0和Access平台开发了一套编程合理、方便、功能强大的加工中心在线检测及仿真系统,可以满足不同零件的多检测要求。 本论文的研究内容如下: 1.国内外加工中心在线检测技术的研究现状分析及成果研究。 2.针对加工中心在线检测技术,提出了零件的检测特征,并对检测特征进行分类和表达。 3.根据检测特征的分类,提出了基于特征的检测路径规划方法及检测路径规划模型。 4.深入研究了加工中心在线检测路径规划的基础上,建立了加工中心在线检测的检测数据库。 5.对加工中心在线检测及仿真系统进行总体设计,开发了集参数式赋值编程、图形编程的自动编程及仿真系统,实现了针对不同的加工中心、不同的测头类型和不同的零件的自动编程和检测过程仿真。
陈岳坪[10]2012年在《复杂曲面零件精密检测与误差补偿技术研究》文中进行了进一步梳理随着制造业技术和装备的不断进步,对复杂零件／产品的精度、效率、质量和外观要求愈来愈高。在复杂曲面零件的生产过程中,需要用相应的检测技术对其加工精度进行检测和控制。基于叁坐标测量机(CMM)的检测技术常用于精密零件的形位精度检测,但具有工件二次装夹定位误差问题及大型零件测量的局限性问题。在数控机床上直接进行加工精度的在线检测,形成“加工—测量—补偿”的闭环加工检测系统,是近年来国内外研究领域的研究热点。本文针对目前复杂曲面零件精密在线检测中存在的难点问题,深入开展测点规划、检测数据的误差补偿、加工误差分解和补偿等关键技术研究,以期通过在线检测与原位补偿加工,提高曲面零件的加工精度。本文的主要内容包括以下几个方面：(1)深入调研复杂曲面零件精密检测技术和误差补偿方法的研究现状,对现有检测系统、检测方法以及误差补偿方法进行综述分析,并指出该领域仍然存在的难点问题。(2)在曲面零件的测点规划上,针对叁角网格模型存在的数据冗余及叁角面片间的独立性问题,建立叁角面片之间的拓扑关系,实现整个模型的拓扑重建；提出直接求交法和中点偏移抛物线法的截面线生成法,逼近原曲面模型,并通过非均匀B样条反求算法,生成按曲率变化分布的测量点。(3)分析影响接触式检测系统检测精度的各项因素及其误差补偿方法。对测量系统的主要误差来源如机床几何误差、测头预行程误差和测头半径误差进行分析研究,在对数控机床的几何误差进行分析和建模的基础上,通过激光干涉仪进行叁轴数控机床的单项误差测量和补偿；针对测头测量过程中的预行程误差,提出基于径向基函数(RBF)的预行程误差预测方法,获得测头预行程误差分布图,并对测量系统进行实时预行程误差的补偿；提出改进的叁角网格模型的顶点法矢计算方法,进行叁维测头的半径补偿。(4)针对曲面零件的加工精度检测结果及误差情况,提出基于零件加工精度的原位补偿加工方法,以补偿曲面零件的加工误差,提高曲面零件一次定位加工精度。为此,在曲面检测数据分析基础上,提出基于空间统计分析方法的加工误差分解方法,构造基于B样条曲面的确定性曲面和回归分析模型,通过空间独立性分析,进行加工过程的系统误差与随机误差分析,进而对分离出的系统误差进行数控代码补偿和原位补偿加工,大幅提高曲面的加工精度。(5)针对原位补偿加工过程中误差大小和分布的不同,提出加工误差的局域自适应补偿加工方法,以提高曲面零件的补偿加工效率。通过局部区域误差补偿加工中的区域边界确定、刀位点判断和局域刀具路径生成等关键技术研究,实现局域误差的原位补偿加工。(6)在上述研究的基础上,采用VC++6.0软件开发平台和OpenGL叁维图形接口,开发一套面向复杂曲面零件加工精度在线检测与原位误差补偿加工的集成化系统,并通过一系列曲面零件的数控加工、在线检测及原位补偿等过程的实验验证,验证本文所提出的各类算法和检测系统的有效性。实验中,采用标准件进行检测系统精度的验证,同时通过若干自由曲面零件的加工、测量、原位补偿加工过程,对零件的加工精度进行误差补偿前后的验证,并最终与CMM的检测结果进行对比,验证本论文所开发系统的实用性。最后,本文给出全文总结,并指出复杂曲面零件在线检测技术研究中需进一步解决的若干问题。
参考文献：
[1]. 基于CAD的加工中心在线检测系统研究与开发[D]. 孙志海. 河北工业大学. 2003
[2]. 面向数控车床的在线检测系统研究与开发[D]. 张庚申. 广东工业大学. 2011
[3]. 基于CAD的加工中心在线检测关键技术研究[D]. 王广彦. 河北工业大学. 2002
[4]. 面向曲面零件的加工精度在线检测技术研究与系统开发[D]. 诸进才. 广东工业大学. 2008
[5]. 数控加工中心在线检测系统关键技术研究[D]. 张常鑫. 大连海事大学. 2009
[6]. 基于测头的加工中心在线监控信息集成研究[D]. 薄敬东. 河北工业大学. 2005
[7]. 基于机器人的叶轮数控加工在线检测技术研究[D]. 周龙. 大连海事大学. 2008
[8]. 加工中心在机复合式检测系统的关键技术研究[D]. 李鹏. 大连海事大学. 2012
[9]. 加工中心在线检测路径规划模型及仿真研究[D]. 桑宏强. 河北工业大学. 2005
[10]. 复杂曲面零件精密检测与误差补偿技术研究[D]. 陈岳坪. 广东工业大学. 2012
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