为了测量立铣刀的螺旋角,基于接触式测量设计了一种在机测量方法。该方法在五轴磨床上通过测头与立铣刀接触获取探测点的坐标,根据这些坐标值计算螺旋角。研究了在机测量系统软硬件组成。针对螺旋角的测量,建立了螺旋线模型。通过测量路径生成算法对螺旋线数学模型进行分析确定探测点和运动矢量,通过测量代码生成算法根据探测点和运动矢量生成测量数控代码,通过数据处理算法对探测点坐标进行计算求得螺旋角。经过测量验证,实测螺旋角绝对误差不超过0.218°,相对误差不超过0.8%,方差不超过0.006平方度。

针对数控成形磨齿机齿廓在机测量时出现的齿廓误差齿根部分倒向一边的问题做了定性分析,并给出了解决方法,通过实践验证了该方法的可行性。

针对五轴数控机床在机测量技术中探头半径补偿中误差较大的问题,建立了探头半径补偿的数学模型,分析了在其测量过程中的预行程误差以及位姿误差等影响因素,采用微平面算法与探头测量出的结果相结合的方法拟合计算出补偿半径,实验证明,该算法对于探头半径补偿精度有着显著的提升,为在机测量软件的开发奠定了基础。

针对群孔特征接触式在机测量过程中测量摆角多、标定效率低的问题,提出一种基于聚类的群孔特征测量摆角规划方法。以避免测针与孔口干涉为约束,计算测针轴线与孔轴线的夹角阈值,然后以此阈值为边界条件进行迭代聚类,进而获得覆盖全部孔特征的测量摆角集合。实验结果表明:使用所提方法可实现对群孔特征测量摆角的快速规划,测量摆角数量较传统方法下降约28%,综合测量时间下降约19%,有效提升了群孔特征在机测量效率。

以镜像铣削系统为研究对象,为了获取蒙皮零件装夹在镜像铣削系统的点位坐标,搭建了镜像铣削系统的在机测量硬件平台,并以镜像铣削系统的数控系统为基础,开发了数控系统嵌入式测量软件人机界面,实现飞机蒙皮复杂自由曲面的加工-测量一体化制造。采用蒙皮零件在机测量的制造方式减少了重复装夹定位的时间消耗和误差引入,提高了蒙皮零件自由曲面的加工精度和检测效率。在镜像铣削系统上开展关于蒙皮零件的在机测量系统的设计具有较高的工程应用价值。

介绍GNC61数控系统的在机测量技术,对其在机测量硬件、软件模块进行详细阐述,并通过实验验证其实用性和可靠性。

数控加工中心在使用激光对刀仪测量立铣刀圆角半径时,即使经过精度调整和标定依然存在系统误差。分析激光对刀仪测量立铣刀圆角半径的原理,提出激光遮蔽误差是产生该系统误差的主要因素;建立激光遮蔽误差补偿表达式,进行实验验证。结果表明:补偿后测量误差从0.08 mm降低到0.02 mm,证明了该补偿方法的实用性。

针对复杂曲面线激光在机高效、精密测量难题，虑及被测表面几何、反光特性、位姿倾角等多因素影响，建立了面向复杂曲面几何信息精确提取的线激光在机测量数学模型，设计了高斯滤波与中值滤波相结合的测点去噪、基于角度弦高的数据精简等数据处理算法，有效降低了测量数据波动与冗余度。利用所开发的线激光在机测量系统，对典型弧型面进行了扫描测量实验与数据处理分析，表明所建立的测量模型与设计的数据预处理算法可满足线激光在机测量要求。

针对大型筒类零件形位误差测量中存在的问题，提出一种被测工件加工完成后保持不动，通过定位夹紧和测量装置围绕被测工件旋转的在机测量方法。采用双串目的单片机完成数据的检测和通讯，利用最小二乘法建立形位误差的评定模型，采用MCGS组态显示评定结果，能较好地满足该类零件的测量要求。

以三维扫描技术为研究基础,文中探讨了数控加工在机测量方向上如何应用三维扫描技术,设计一套基于三维扫描 的复杂曲面在机测量系统,分析了三维扫描在机测量系统的构建、手持式三维扫描仪的测量原理、测量系统精度验证和复杂 曲面的数据采集、处理和比对检测方法.