设计了一款以2UPR&2RPS冗余驱动并联机构为动力头的新型5自由度混联加工单元,并对其进行了运动学分析。首先,基于旋量理论计算混联加工单元的自由度,证实其具有空间两转动和三平动(2R3T)运动能力。其次,运用空间矢量法建立混联加工单元的运动学模型,推导出机构的位置正/逆解解析式。再次,基于分层搜索思想预估混联加工单元的工作空间,给出了5轴可达工作空间的分布。最后,通过开展实验样机的切削实验,验证了运动学分析的正确性。

研究了用三坐标测量机测量自由曲面的测量路径规划问题，提出一种基于五次Bezier曲线的曲率连续自适应测量算法，并用LK-DMIS编程实现了该算法的实际测量。通过比较不同阶次Bezier曲线的自适应测量算法，结果证明了曲率连续自适应测量算法的有效性、精确性和快速性。

介绍了非接触式激光测量系统的软硬件组成,分析了未知自由曲面零件的测量规划和测量数据处理方法,并通过一个鼠标模型的测量和重建,验证了该系统的可行性,为自由曲面零件逆向工程的实现奠定了基础.

介绍自由曲面的光切断测量法的测量原理,硬件系统,软件系统应具有功能,以及数据输出形式.

介绍了一种工作于三坐标测量机(CMM)上的线结构光三维视觉测头,实现自由曲面的快速检测。建立了系统的几何模型,对测头结构参数进行了优化分析。

本文针对大型物体自由曲面测量中,传感器单元测量区域小等问题,提出了一种基于粘性目标实现空间图像拼接的方法.采用基于旋动理论,利用相邻图像块中三个粘性目标的空间位置信息确定视觉测量系统姿态的变化,完成空间图像块的拼接.相关实验表明,基于粘性目标实现空间三维图像数据的拼接是可行的,拼接数据空间点距离的相对误差小于0.6%.

本文将单摄像机与三坐标测量机结合设计了一种自由曲面的三维坐标测量方法.自由曲面的表面经坐标测量机带动摄像机序列采集图像后形成图像体积,然后使用调焦评价函数在图像体积内寻优判断,找到自由曲面的正焦图像表面.根据物像关系式和正焦图像表面即可推得自由曲面点的三维坐标.经实验比较,本系统测量结果与接触式坐标测量机测量曲面点Z坐标极限偏差13 μm.

通过误差矩阵和模具的工作特性函数反求输入控制是加工高精度的自由曲面光学镜所面临的难题。由于卷积方程往往是病态的，因此直接的傅里叶变换求解使结果发散。采用了最小平方函数和拉普拉斯算子范数来求得解的近似，然后进行自由曲面的误差修正。仿真结果证明效果较好。

提出的半球形测头测量自由曲面任意截形方法避开了用球形测头测量曲面的复杂过程和由此产生的三维测头半径补偿的数学模型及大量运算,消除了在三维曲面截形测量时由于被测曲面的扭曲对测头所造成的干涉,可使曲面测量直接转化为曲线测量,从而大大简化了测量和数据处理过程.

曲面工件涂胶在拐弯及有高度落差处易出现胶水堆叠等现象。为在胶线质量、外观形状要求高的应用中实现均匀涂胶,针对涂胶生产实际,搭建涂胶机器人和曲面涂胶试验平台;设计面向自由曲面精准涂胶的正交试验,获得不同涂胶条件下的胶线情况;用统计方法对胶线质量进行定量分析和评价,并建立了胶线质量模型。结果表明:通过控制出胶速度与涂胶高度可较好控制曲面涂胶时的胶线宽度与高度,所建立胶线质量模型具有较高可靠性,能满足精准涂胶要求。研究结果为设计机器人对自由曲面涂胶的方案提供了依据,为实现精准涂胶提供了理论和实践指导。