本文關(guān)鍵詞：典型零件形狀誤差的PSD激光跟蹤測量系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： PSD 形狀誤差 激光跟蹤 控制系統(tǒng) μC/OS-II

【摘要】：由機(jī)械加工的零件,特別是對精度要求較高的零件產(chǎn)品,其形狀誤差是評定機(jī)械加工精度的重要因素,同時(shí)對產(chǎn)品使用性能和零件壽命具有重要影響,在生產(chǎn)過程中要通過有效測量進(jìn)行控制。國內(nèi)在形狀誤差評定領(lǐng)域發(fā)展迅速,但距世界先進(jìn)水平還有一定差距。因此,對零件進(jìn)行精確的形狀誤差評定,在機(jī)械測試領(lǐng)域具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文通過分析國內(nèi)外形狀誤差測量系統(tǒng)及評定算法的研究現(xiàn)狀,對航空大公差的平面結(jié)構(gòu)典型零件形狀誤差測量系統(tǒng)進(jìn)行研究。首先對空間點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)測量,然后對形狀誤差建立最小二乘和最小條件數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了一套坐標(biāo)測量、形狀誤差評定的PSD激光自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。1)搭建PSD激光跟蹤測量系統(tǒng)控制平臺,上位機(jī)包括工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制卡PCI-8134,下位機(jī)由ARM處理器、PSD傳感器、陀螺儀、射頻設(shè)備等組成。將各模塊整合成PSD激光跟蹤測量系統(tǒng),為系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)提供了硬件基礎(chǔ)。2)編寫PSD激光跟蹤測量系統(tǒng)上位機(jī)軟件,上位機(jī)用VC編寫圖形用戶界面,實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)顯示、形狀誤差評定等功能。運(yùn)動(dòng)控制功能包括相對運(yùn)動(dòng)控制和絕對運(yùn)功控制,數(shù)據(jù)顯示功能主要是將測量過程中的數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)顯示出來,誤差評定功能將測得的坐標(biāo)經(jīng)評定算法處理計(jì)算得到零件的形狀誤差。3)編寫PSD激光跟蹤測量系統(tǒng)下位機(jī)軟件,在MDK開發(fā)環(huán)境下編寫各模塊外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序和ARM處理器任務(wù)主程序。整個(gè)軟件工程采用模塊化編程,為了提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,移植嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II,為了確保數(shù)據(jù)可靠性,自定義通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)之間信息傳輸。4)對PSD激光跟蹤測量系統(tǒng)進(jìn)行誤差分析,并利用激光跟蹤儀標(biāo)定本系統(tǒng),最后對典型零件進(jìn)行形狀誤差測量試驗(yàn),試驗(yàn)證明該系統(tǒng)可以滿足10等級公差范圍的典型零件形狀誤差測量要求,可以應(yīng)用于航空大公差范圍的平面結(jié)構(gòu)件測量。
【關(guān)鍵詞】：PSD 形狀誤差 激光跟蹤 控制系統(tǒng) μC/OS-II
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V262.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 課題研究的背景及意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.2.1 激光跟蹤系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 形狀誤差評定方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 主要內(nèi)容和章節(jié)安排17-20
• 1.3.1 主要內(nèi)容17-18
• 1.3.2 論文章節(jié)安排18-20
• 第二章 DSOT-PSD系統(tǒng)原理20-31
• 2.1 DSOT-PSD系統(tǒng)整體介紹20-22
• 2.1.1 DSOT-PSD系統(tǒng)組成20-22
• 2.1.2 DSOT-PSD系統(tǒng)測量過程22
• 2.2 空間三角法原理及應(yīng)用22-23
• 2.2.1 空間三角法原理22-23
• 2.2.2 空間三角法原理在DSOT-PSD系統(tǒng)中的應(yīng)用23
• 2.3 坐標(biāo)變換原理及應(yīng)用23-26
• 2.3.1 坐標(biāo)變換原理23-25
• 2.3.2 坐標(biāo)變換原理在DSOT-PSD測量系統(tǒng)中的應(yīng)用25-26
• 2.4 典型零件形狀誤差評定方法26-30
• 2.4.1 最小二乘法26-29
• 2.4.2 最小條件法29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 DSOT-PSD系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)31-43
• 3.1 硬件總體設(shè)計(jì)31-32
• 3.2 DSOT-PSD系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制單元32-34
• 3.2.1 運(yùn)動(dòng)控制卡33
• 3.2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器33-34
• 3.3 DSOT-PSD系統(tǒng)信息采集單元34-41
• 3.3.1 微控制器34-35
• 3.3.2 角度信息采集35-37
• 3.3.3 位置信息采集37-40
• 3.3.4 無線通訊模塊40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 第四章 DSOT-PSD系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)43-53
• 4.1 軟件總體設(shè)計(jì)43-45
• 4.2 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)45-49
• 4.2.1 系統(tǒng)控制模塊45-46
• 4.2.2 數(shù)據(jù)顯示模塊46-47
• 4.2.3 數(shù)據(jù)處理模塊47-49
• 4.3 下位機(jī)嵌入式軟件設(shè)計(jì)49-52
• 4.3.1 μC/OS操作系統(tǒng)簡介49
• 4.3.2 嵌入式軟件工作流程49-50
• 4.3.3 STM32資源分配50-51
• 4.3.4 功能模塊的實(shí)現(xiàn)51-52
• 4.4 上下位機(jī)通信的實(shí)現(xiàn)52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第五章 誤差分析與標(biāo)定53-67
• 5.1 誤差分析53-59
• 5.1.1 機(jī)械誤差53-55
• 5.1.2 光斑偏離PSD幾何中心誤差55-58
• 5.1.3 測針位姿誤差58-59
• 5.2 不確定度分析59-61
• 5.2.1 測量過程不確定度分析59-60
• 5.2.2 誤差評定過程不確定度分析60-61
• 5.3 DSOT-PSD系統(tǒng)標(biāo)定61-66
• 5.3.1 PSD傳感器標(biāo)定61-64
• 5.3.2 轉(zhuǎn)鏡中心距離標(biāo)定64-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第六章 典型零件形狀誤差測量的試驗(yàn)研究67-72
• 6.1 試驗(yàn)對象67-68
• 6.2 平面度誤差測量試驗(yàn)68-69
• 6.3 平面內(nèi)直線度誤差測量試驗(yàn)69-71
• 6.4 本章小結(jié)71-72
• 第七章 總結(jié)與展望72-74
• 7.1 論文總結(jié)72
• 7.2 工作展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 致謝77-78
• 在校期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78-79
• 附錄 試驗(yàn)測量數(shù)據(jù)79-81

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 羅鈞;王強(qiáng);付麗;;改進(jìn)蜂群算法在平面度誤差評定中的應(yīng)用[J];光學(xué)精密工程;2012年02期

2 張亞娟;裘祖榮;李杏華;陳新華;;基于PSD的激光跟蹤坐標(biāo)測量系統(tǒng)[J];傳感器與微系統(tǒng);2011年07期

3 王長青;張一農(nóng);許萬里;;運(yùn)用最小二乘法確定后評估指標(biāo)權(quán)重的方法[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2010年05期

4 謝黧;;激光跟蹤測量系統(tǒng)研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2010年06期

5 張滋黎;邾繼貴;耿娜;周虎;葉聲華;;雙經(jīng)緯儀三維坐標(biāo)測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2010年05期

6 歐陽健飛;劉萬里;閆勇剛;梁智勇;;激光跟蹤儀坐標(biāo)測量精度的研究[J];紅外與激光工程;2008年S1期

7 黃富貴;;平面度誤差各種評定方法的比較[J];工具技術(shù);2007年08期

8 賈小勇;徐傳勝;白欣;;最小二乘法的創(chuàng)立及其思想方法[J];西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年03期

9 張國雄,林永兵,李杏華,李真;四路激光跟蹤干涉三維坐標(biāo)測量系統(tǒng)[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2003年09期

10 李建,劉紅星;基于遺傳算法的零件加工系統(tǒng)誤差建模[J];中國機(jī)械工程;2003年13期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 胡仲勛;直線度誤差數(shù)字化評定理論與算法研究[D];湖南大學(xué);2012年

2 張亞娟;單站式激光跟蹤坐標(biāo)測量系統(tǒng)研究[D];天津大學(xué);2012年

3 周虎;基于視覺的目標(biāo)跟蹤與空間坐標(biāo)定位系統(tǒng)研究[D];天津大學(xué);2011年

4 廖平;基于遺傳算法的形狀誤差計(jì)算研究[D];中南大學(xué);2002年

5 倪驍驊;形狀誤差測量結(jié)果不確定度的研究及應(yīng)用[D];合肥工業(yè)大學(xué);2002年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 張前;基于FPGA的激光跟蹤測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];清華大學(xué);2014年

2 朱文;基于激光跟蹤儀的大型精密零件平面度檢測技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）;2014年

3 劉佩佩;在機(jī)檢測中空間曲面的形狀誤差評定及其測量不確定度估計(jì)[D];天津大學(xué);2014年

4 單曉磊;基于嵌入式技術(shù)的經(jīng)緯儀數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2013年

5 王時(shí)禮;大尺寸平面度的智能評定[D];華南理工大學(xué);2010年

6 連慧芳;形位誤差測量的不確定度評定[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

7 孔德隆;形位誤差評定算法及評定系統(tǒng)的研究[D];北京交通大學(xué);2009年

8 陳曦;激光跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];天津大學(xué);2007年

9 鄭鵬;形位誤差計(jì)算機(jī)評定系統(tǒng)的研究[D];鄭州大學(xué);2003年

，

本文編號：756235