先進(jìn)測(cè)試技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)(編輯修改稿)
2025-04-20 07:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)量儀、以激光差動(dòng)干涉原理的數(shù)控機(jī)床插補(bǔ)誤差測(cè)量儀。 （3）近年來在超精密測(cè)試中比較常用的測(cè)試技術(shù)與儀器有掃描顯微測(cè)量、nm測(cè)量的掃描X射線干涉等技術(shù)。掃描顯微測(cè)量方法主要用于測(cè)量表面的微觀形貌和尺寸，用極小的探針對(duì)被測(cè)表面進(jìn)行掃描測(cè)出表面的三維微觀立體形貌。X射線干涉顯微測(cè)量技術(shù)是近年來新發(fā)展的nm測(cè)量技術(shù)，是一種測(cè)量范圍大，較易實(shí)現(xiàn)的nm級(jí)測(cè)量方法。（4）精密測(cè)試儀器進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)已成為先進(jìn)制造系統(tǒng)的一個(gè)重要標(biāo)志，精密與超精密測(cè)試技術(shù)及誤差補(bǔ)償技術(shù)、加工測(cè)試一體化成為研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)問題，精密與超精密測(cè)試儀正向高分辨力、高準(zhǔn)確度和高可靠性的方向發(fā)展。數(shù)字化測(cè)試技術(shù)是數(shù)字化制造技術(shù)的一個(gè)重要的、不可或缺的組成部分。將測(cè)試技術(shù)和儀器集成于高檔數(shù)控機(jī)床或先進(jìn)的制造生產(chǎn)線中，可使復(fù)雜精密數(shù)控切削加工機(jī)床的在線測(cè)試實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜、高精度型面輪廓工件加工質(zhì)量的實(shí)時(shí)檢測(cè)與監(jiān)控。目前技術(shù)研究和集成應(yīng)用體現(xiàn)在以下方面: （1）數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)。數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。每當(dāng)一批零件開始加工時(shí)，有大量的檢測(cè)需要完成。在線檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展為數(shù)控加工過程的質(zhì)量檢測(cè)提供了一套行之有效的方法，逐漸取代了傳統(tǒng)的手工測(cè)試和離線測(cè)試，促進(jìn)加工測(cè)試一體化的發(fā)展。 （2）測(cè)試儀器與制造系統(tǒng)的集成。將現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)及儀器融合、集成于現(xiàn)代制造系統(tǒng)，從而構(gòu)建成完備的閉環(huán)制造系統(tǒng)，為“零廢品”制造奠定了基礎(chǔ)。例如，格里森公司及克林格貝爾公司開發(fā)圓柱齒輪/錐齒輪閉環(huán)制造系統(tǒng)中，采用先進(jìn)的齒輪測(cè)量中心及相應(yīng)的齒輪測(cè)量軟件，與CNC齒輪加工機(jī)床相連，實(shí)現(xiàn)了圓柱齒輪、弧錐齒輪的CAD/CAM/CAI的閉環(huán)制造。 （3）三維形貌測(cè)試技術(shù)。這是一類重要的幾何量測(cè)試技術(shù)方法，在模具、逆向工程、質(zhì)量控制等方面有著廣泛應(yīng)用。形貌測(cè)量已經(jīng)過多年發(fā)展，形成了很多應(yīng)用技術(shù)和系統(tǒng)。當(dāng)前，形貌測(cè)量的研究方向是:現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試并且要使用簡(jiǎn)便。精度高、速度快。量程擴(kuò)大，向微納和超大尺寸兩端延伸。 （4）機(jī)器人測(cè)試技術(shù)。機(jī)器人是一類具備全部自由度、運(yùn)動(dòng)形式靈活、高度柔性的自動(dòng)化設(shè)備。近些年來，機(jī)器人技術(shù)發(fā)展迅速，控制性能、重復(fù)定位精度和可靠性都有很大程度提高。目前， mm的重復(fù)定位精度，為機(jī)器人用于測(cè)量提供了精度保證。以機(jī)器人為運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，結(jié)合精密測(cè)量原理的在線精密測(cè)量設(shè)備，具有高度柔性和靈活的應(yīng)用形式，展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。基于計(jì)算機(jī)視覺的測(cè)試技術(shù)是一種將計(jì)算機(jī)視覺、圖像處理和測(cè)試技術(shù)相結(jié)合的光學(xué)測(cè)試方法，原理上具有非接觸、可實(shí)時(shí)在線、精度高、信息量豐富等優(yōu)點(diǎn)。與計(jì)算機(jī)視覺研究的視覺模式識(shí)別、視覺理解等內(nèi)容不同，視覺測(cè)試技術(shù)重點(diǎn)研究物體的幾何尺寸及物體的位置測(cè)量，如轎車白車身三維尺寸的測(cè)量、模具等三維面形的快速測(cè)量、大型工件同軸度測(cè)量、共面性測(cè)量等。視覺檢測(cè)技術(shù)在目前被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)在線精密測(cè)試的一種最有效手段，可以理想地解決多尺寸在線測(cè)試問題，通過對(duì)生產(chǎn)線中每個(gè)加工環(huán)節(jié)的加工狀態(tài)、加工產(chǎn)品的每個(gè)零部件進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，提供制造過程生產(chǎn)線狀態(tài)和產(chǎn)品質(zhì)量的完整信息。視覺測(cè)試技術(shù)在國外發(fā)展很快，早在20世紀(jì)80年代，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局就預(yù)計(jì)檢測(cè)任務(wù)的90%將由視覺測(cè)試系統(tǒng)來完成。目前，國內(nèi)外利用視覺檢測(cè)技術(shù)研制的儀器與系統(tǒng)已較為普遍，如高速高精度數(shù)字化掃描系統(tǒng)、非接觸式光學(xué)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等先進(jìn)儀器?；谟?jì)算機(jī)視覺測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在需要的環(huán)境光照條件下，成像設(shè)備(CCD、攝像機(jī)、圖像采集卡等)把被測(cè)對(duì)象三維場(chǎng)景的圖像采集到計(jì)算機(jī)內(nèi)部，應(yīng)用圖像處理技術(shù)對(duì)采集到的原始圖像進(jìn)行預(yù)處理，通過邊緣提取和亞像素技術(shù)得到所測(cè)對(duì)象的亞像素級(jí)邊緣，從圖像中提取感興趣的特征，進(jìn)行模式識(shí)別與分類整理，運(yùn)用人工智能等方法完成所要求的測(cè)試任務(wù)。在視覺測(cè)試系統(tǒng)中，圖像識(shí)別處理技術(shù)已經(jīng)成為測(cè)試技術(shù)中的重要課題之一。圖像識(shí)別測(cè)量過程包括:圖像信息的獲取。圖像信息的加工處理，特征提取。判斷分類與結(jié)果輸出。 將視覺測(cè)試系統(tǒng)與工業(yè)機(jī)器人相結(jié)合并運(yùn)用于現(xiàn)代制造系統(tǒng)，進(jìn)行自動(dòng)控制、零件測(cè)試、模式識(shí)別等工作是本學(xué)科領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題之一，具有視覺功能的智能機(jī)器人將得到越來越廣泛的應(yīng)用。針對(duì)柔
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