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XTDIC三维全场应变测量分析系统,结合数字图像相关技术(DIC)与双目立体视觉技术,通过追踪物体表面的散斑图像,实现变形过程中物体表面的三维坐标、位移及应变的测量,具有便携,速度快,精度高,易操作等特点。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606021457_595779_3024107_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/06/201606021457_595780_3024107_3.png图:系统测量原理及散斑图像追踪过程系统组成:统主要由测量头、控制箱、标定板、标志点、计算机及检测分析软件等组成系统应该包含系统测量头(含两台高速工业相机、进口相机镜头,带万向手柄可调节LED光源)、相机同步控制触发控制箱、系统标定板、系统可移动支撑架、动态采集分析软件、载荷加压控制通讯接口、计算机系统等组成。1.1 主要应用XTDIC 三维数字散斑动态变形测量分析系统是实验力学领域中一种重要的测试方法,其主要应用有:在材料力学性能测量方面:DIC已成功应用于各种复杂材料的力学性能测试中。如火箭发动剂固体燃料、橡胶、光纤、压电薄膜、复合材料以及木材、岩石、土方等天然材料的力学性能的检测中。值得注意的是,DIC被广泛应用于破坏力学研究中,包括裂纹尖端应变场测量、裂纹尖端张开位移测量以及高温下裂纹尖端应变场测量等。在细观力学测量方面:借助于扫描电子显微镜(SEM)、扫描隧道电子显微镜(STEM)以及原子力显微镜(AFM),DIC被越来越多地应用于细观力学测量。最近,数字散斑相关方法还被应用于物体表面粗糙度的测量中。在损伤与破坏检测方面:DIC被应用于多种复杂材料,如岩石、炸药材料的破坏检测中。DIC还被应用于一些特殊器件,如陶瓷电容器、电子器件,电子封装的无损检测研究中。在生物力学测量方面:DIC被应用于测量手术复位后肱骨头在内旋转及前屈运动下大小结节的相对位移量,以及颈椎内固定器对人体颈椎运动生物力学性能的影响等。对于大中专院校的研究教学应用,本系统开展各种软组织、金属及复合材料性能测试、力学性能测试分析、有限元分析验证等研究和教学实验,具有大至1000%应变测量范围,并可以实时计算、实现动态全场的应变变形测量。在土木工程的相关研究中,如四点弯试件、半圆弧试件、悬臂梁实验,对应完整实验设计方案,以非接触式的方式提升研究手段,提高研究能力。亦可为学生提供可视化的教学工具,让学生的基础学习课程变得直观和可视,使复杂问题简单化、抽象问题直观化、隐蔽问题可视化。1.2 系统功能(1)基本测量功能:l ※测量幅面:支持几毫米到几米的测量幅面,可以根据需求定制测量幅面。l 测量相机:支持百万至千万像素、低速到高速、千兆网和Camera Link等多种相机接口,控制软件最大支持采集帧率10万 fps。l ※相机标定:支持多个相机(可多于8个)多种测量幅面的标定,支持外部拍摄图像标定。l ※测量模式:三维变形测量,同时支持单相机二维测量。l ※实时计算:采集图像的同时,可以实时进行三维全场应变计算,具备在线和离线两种计算处理模式。l 计算模式:具备自动计算和自定义计算两种模式。l 测量结果:全场三维坐标、位移、应变数据等动态变形数据,应变模式有工程应变、格林应变、真实应变等三种。l 多个检测工程:系统软件支持多个检测工程的计算、显示及分析。l ※支持系统:支持32位、64位windows操作系统,具备64位计算和多线程加速计算功能。(2)分析报告功能l ※18种变形应变计算功能:X、Y、Z、E三维位移;Z值投影;径向距离、径向距离差;径向角、径向角差;应变X、应变Y和应变XY;最大主应变;最小主应变;厚度减薄量;Mises应变;Tresca应变;剪切角。l ※坐标转换功能:321转换、参考点拟合、全局点转换、矩阵转换等多种坐标转换功能。l ※元素创建功能:三维点、线、面、圆、槽孔、矩形孔、球、圆柱、圆锥。l ※分析创建功能:点点距离、点线距离、点面距离、线线夹角、线面夹角、面面夹角。l 数据平滑功能:均值,中值,高斯滤波等多种平滑功能。l 数据插值功能:自动和手动两种数据插值模式。l 材料性能分析:自动计算材料的弹性模量和泊松比等参数。l 三维截线功能:可对三维测量结果进行直线或圆形截线分析。l 曲线绘制功能:所有测量结果均可以绘制成曲线图。l 成形极限分析功能:可绘制和编辑FLD成形极限曲线。l 视频创建功能:可将测量过程二维图像或者三维测量结果制作成视频并输出保存。l 数据输出功能:测量结果及分析结果输出成报表,支持TXT,XLS,DOC文件的输出。(3)采集控制功能l ※采集控制箱可以实现测量头的控制、多个相机的同步触发、多路模拟量和开关量数据采集、输入和输出信号控制。l 相机同步控制:多相机外同步触发信号。l ※外部采集通讯接口:支持外部载荷如微电子万能试验机等外部载荷联机采集通讯接口,通过串口通讯或者模拟量实时采集外部的加载力、位移等信号,并与三维全场应变测量数据实现同步,实现应力和应变数据的融合和统一。l 光源控制:可以实现测量过程中不同补光需要的LED光源控制。(4)预留扩展接口:l ※多测头同步检测接口:可以支持1~8个测头的多相机组同步测量,相机数目任意扩展,可以同步测量多个区域的变形应变,适用于不同实验条件需求下的变形应变测量。l ※显微应变测量:配合双目体式显微镜,系统可以实现微小视场的三维全场变形应变检测,并可支持扫描电镜、原子显微镜等显微图像的应变数据计算。l ※大尺寸全方位变形接口:支持摄影测量静态变形系统,实现全方位变形和局部全场应变检测数据的融合和统一。1.3 技术指标 指标名称技术指标1. ※核心技术多相机柔性标定、数字图像相关法2. 测量结果三维坐标、全场位移及应变,可视化显示及测量过程的视频录制输出,测量结果及数据输出成报表,支持TXT,XLS,DOC文件的输出。3. ※测量幅面支持1mm-4m范围的测量幅面,并配备相应编码型标定板标定架,可定制更多测量幅面。4. ※测量相机支持百万至千万像素相机,支持低速到高速相机,支持千兆网和Camera Link等多种相机接口,控制软件最大支持采集帧率10万 fps)5. 相机标定简单快捷,需要可支持任意数目相机的同时标定,支持外部图像标定6. ※位移测量精度0.005像素7. ※应变测量范围0.01%-1000%8. ※应变测量精度0.001%9. 测量模式三维变形测量,可兼容二维测量10. ※实时测量计算采集图像的同时,实时进行全场应变计算11. ※系统控制2采集控制箱可以实现测量头的控制、多个相机的同步触发、多路模拟量和开关量数据采集、输入和输出信号控制。2相机同步控制:多相机外同步触发信号。2外部采
三维光学测量仪又可称为三维影像测量仪或非接触式光学测量仪,是集光学、机械、电子、计算机图像处理技术于一体的高精度、高效率、高可靠性的测量仪器。三维光学测量仪采用非接触式三维测量方式,可进行快速精密的几何尺寸和形位公差的测量,具有了良好的刚性质量比,运动平稳、精确,确保了整机精度更高。 三维光学测量仪采用国际先进的有限元分析技术设计,具有高精度、高性能高速度和高稳定性的特点。使用冷光源系统,可以避免容易变形的工件在测量是因为热变形所产生的误差,并避免了由于碰触引起的变形。三维光学测量仪可高效地检测各种复杂精密零部件的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置,全自动地进行微观检测与质量控制;还可自动抓边、自动聚焦的功能使得最大程度减少了人为误差。 三维光学测量仪适用于航空、航天、军工、汽车、模具、电子、机械、仪表、五金、塑胶等行业中的模具、螺丝、金属、配件、橡胶、PCB板、弹簧等以坐标测量为目的一切应用领域适用范围。
机床是制造业的母机,数控机床是机床产品的先进技术体现,特别是高档数控技术是装备制造业现代化的核心技术,是国家工业发展水平、综合国力的直接体现,此次展会汇集了当今世界机床发展和先进制造技术的最新成果,全面展示了我国数控机床产业近几年来高速发展的最新产品和技术。作为数控技术的重要环节——测量设备,在这次展会上展出了一批新技术、新产品,体现了当今测试计量技术发展动向和特点。 测量精度高 随着现代科技向高精度方向发展,机床作为装备工业的基础发展更应超前,而测量设备更由传统的微米、亚微米精度向着纳米量级精度方向发展。随着超精密加工技术的需要,数控精度愈来愈高,对测量设备的精度要求更高,这次展会展示了一批纳米量级的测量设备,除各种激光干涉仪外,光栅测量技术也达到纳米量级。如海德汉的LIP382超高精度直线光栅尺,其测量步距可以达到1nm。基于测量技术的发展,纳米量级的机床成为现实,如上海机床厂展出的纳米级精密微型数控磨床成为展会的一个亮点。测量速度高 现代制造业进行的是大规模、大批量、专业化生产,需要多参数、实时在线测量,故要求测试仪器的测量速度高、设备轻便、操作界面直观。如激光干涉测量技术作为精密测量的一种重要方法,各种激光干涉测量系统向着轻巧、便携、高测速的方向发展。雷尼绍XL-80干涉仪款型小巧,可提供4m/s最大的测量速度和50kHz记录速率,可实现1nm的分辨率;激光跟踪仪可实现快速数据采集与处理,有利于测量精度的提高。各种影像测量设备利用触摸屏可以方便直观地实现特征尺寸的测量。三维测量多样化 三维测量技术向着高精度、轻型化、现场化的方向发展。传统基于直角坐标的三坐标测量机经过50年的发展,其技术愈加成熟,测量更加快捷,功能更加强大。这次参展的国内外数十家坐标测量机生产厂商,各具特色,特别是国内很多厂家推出实用廉价的各种三坐标测量机,说明三坐标测量技术在我国已经走向全面实用化、特色化发展的道路。除直角坐标测量系统外,极坐标测量仪器体现出自身独特的优势,如FARO、ROMER等厂家生产的激光跟踪仪对大尺寸结构的装备现场具有方便灵活的特点。对于小尺寸测量,FARO、ROMER等生产的关节臂测量机因其低廉的成本、较高的精度、现场方便的操作等优势,在汽车等行业展现出广阔的应用前景。测量智能化 测量设备借助于计算机技术向着智能化、虚拟化的方向进一步发展。测量仪器的虚拟化、接口的标准化以及测量软件的模块化,加速了测量技术的发展,使测量仪器的应用更加方便、直观、智能。根据测量需求以及测量对象的不同,可基于同一软件平台使用不同的仪器协同工作,采用不同的测量软件模块,实现了广普测量仪器的网络化、协同化,提高了测量的自动化水平。在这次展会上,国内一些独立的测量软件公司进行了参展,对于测量设备的智能化、网络化具有推动作用。 这次展会展示了当今工业测量设备的新技术、新产品。但也同时看到,我国在测量仪器制造特别是高精度仪器制造方面缺乏自主创新的成果,一些高精度测量仪器在国内还没有相关单位能够生产。通过这次展会,对推动我国几何量测量设备的发展具有实际意义。