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1. WO2019090487 - HIGHLY DYNAMIC WIDE-RANGE ANY-CONTOUR-ERROR MONOCULAR SIX-DIMENSIONAL MEASUREMENT METHOD FOR NUMERICAL CONTROL MACHINE TOOL

Publication Number WO/2019/090487
Publication Date 16.05.2019
International Application No. PCT/CN2017/109782
International Filing Date 07.11.2017
IPC
B23Q 17/24 2006.1
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL, CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
17Arrangements for indicating or measuring on machine tools
24using optics
CPC
B23Q 17/24
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING
17Arrangements for ; observing,; indicating or measuring on machine tools
24using optics ; or electromagnetic waves
B23Q 17/2409
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING
17Arrangements for ; observing,; indicating or measuring on machine tools
24using optics ; or electromagnetic waves
2409Arrangements for indirect observation of the working space using image recording means, e.g. a camera
B23Q 17/2414
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING
17Arrangements for ; observing,; indicating or measuring on machine tools
24using optics ; or electromagnetic waves
2414for indicating desired positions guiding the positioning of tools or workpieces
B23Q 17/2452
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING
17Arrangements for ; observing,; indicating or measuring on machine tools
24using optics ; or electromagnetic waves
2452for measuring features or for detecting a condition of machine parts, tools or workpieces
B23Q 17/249
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING
17Arrangements for ; observing,; indicating or measuring on machine tools
24using optics ; or electromagnetic waves
248using special electromagnetic means or methods
249using image analysis, e.g. for radar, infrared or array camera images
G01B 11/002
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
11Measuring arrangements characterised by the use of optical means
002for measuring two or more coordinates
Applicants
  • 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY [CN]/[CN]
Inventors
  • 刘巍 LIU, Wei
  • 贾振元 JIA, Zhenyuan
  • 李肖 LI, Xiao
  • 潘翼 PAN, Yi
  • 马鑫 MA, Xin
  • 马建伟 MA, Jianwei
Priority Data
Publication Language Chinese (ZH)
Filing Language Chinese (ZH)
Designated States
Title
(EN) HIGHLY DYNAMIC WIDE-RANGE ANY-CONTOUR-ERROR MONOCULAR SIX-DIMENSIONAL MEASUREMENT METHOD FOR NUMERICAL CONTROL MACHINE TOOL
(FR) PROCÉDÉ DE MESURE EN SIX DIMENSIONS MONOCULAIRE DE TOUTE ERREUR DE CONTOUR À LARGE PLAGE HAUTEMENT DYNAMIQUE POUR MACHINE-OUTIL À COMMANDE NUMÉRIQUE
(ZH) 数控机床高动态大范围任意轮廓误差单目六维测量方法
Abstract
(EN)
Disclosed is a highly dynamic wide-range any-contour-error monocular six-dimensional measurement method for a numerical control machine tool (4), which belongs to the field of machine tool dynamic error detection, and relates to a highly dynamic wide-range any-contour-error six-dimensional measurement method for the numerical control machine tool (4), the monocular vision measurement technology thereof cooperating with short-time stroboscopic illumination and a prior standard plate (7). In the method, a measurement tool and a measurement system are designed, and a monocular vision pose algorithm is used for combination with prior knowledge to increase the dimensionality and range of a machine tool interpolation contour capable of being measured by vision. Combined with an error distribution principle, a small measurement view field (21) is utilized for improving the view field measurement precision of coding elements (8); an actual six-dimensional motion contour of the machine tool can be obtained by carrying out traversal photography on each frame of image; and in comparison with a nominal motion contour of the machine tool, six-dimensional errors generated by the interpolation contour of the numerical control machine tool (4) can be resolved. By combining the monocular vision pose algorithm with a reference conversion method, the dimensionality of the machine tool interpolation contour measured by vision is improved; and wide-range any-contour-error six-dimensional measurement of the numerical control machine tool (4) in the small view field is achieved.
(FR)
L'invention concerne un procédé de mesure en six dimensions monoculaire de toute erreur de contour à large plage hautement dynamique pour une machine-outil à commande numérique (4), lequel procédé appartient au domaine de la détection d'erreur dynamique de machine-outil, et porte sur un procédé de mesure en six dimensions de toute erreur de contour à large plage hautement dynamique pour la machine-outil à commande numérique (4), la technologie de mesure de vision monoculaire de celle-ci coopérant avec un éclairage stroboscopique de courte durée et une plaque standard antérieure (7). Dans le procédé, un outil de mesure et un système de mesure sont conçus, et un algorithme de pose de vision monoculaire est utilisé pour une combinaison avec une connaissance préalable afin d'accroître la dimensionnalité et la plage d'un contour d'interpolation de machine-outil apte à être mesuré par la vision. Combiné à un principe de distribution d'erreurs, un petit champ de vision de mesure (21) est utilisé pour améliorer la précision de mesure de champ de vision d'éléments de codage (8) ; un contour de mouvement en six dimensions effectif de la machine-outil peut être obtenu par la réalisation d'une photographie transversale sur chaque trame d'image ; et, en comparaison avec un contour de mouvement nominal de la machine-outil, des erreurs en six dimensions générées par le contour d'interpolation de machine-outil à commande numérique (4) peuvent être résolues. Par la combinaison de l'algorithme de pose de vision monoculaire avec un procédé de conversion de référence, la dimensionnalité du contour d'interpolation de machine-outil mesurée par la vision est améliorée ; et une mesure en six dimensions de toute erreur de contour à large plage de la machine-outil à commande numérique (4) dans le champ de faible vision est réalisée.
(ZH)
数控机床(4)高动态大范围任意轮廓误差单目六维测量方法,属于机床动态误差检测领域,涉及一种单目视觉测量技术配合短时频闪照明、先验标准板(7)的数控机床(4)高动态任意大范围轮廓误差六维测量方法。该方法设计了测量工装和测量系统,利用单目视觉位姿算法结合先验知识提升视觉可测机床插补轮廓的维度与范围。结合误差分配原则,利用小测量视场(21)提升编码元(8)的视场测量精度;遍历拍摄每一帧图像即得到机床实际六维运动轮廓;通过与机床名义运动轮廓比较即可解算数控机床(4)插补轮廓产生的六维误差。通过单目视觉位姿算法结合基准转换方法,提高了视觉所测机床插补轮廓的维度;实现了小视场下数控机床(4)大范围任意轮廓误差六维度测量。
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