發(fā)布時(shí)間：2019-08-27 16:55

【摘要】：高端裝備制造業(yè)的快速發(fā)展,促使超精密圓柱形回轉(zhuǎn)體類零件的需求量激增,同時(shí)對這類零件的測量精度也提出了更為嚴(yán)格的要求。但一方面目前很多圓柱形試件的截面圓輪廓為非完整圓,傳統(tǒng)的圓度評定方法對于非完整圓輪廓的評定存在較大的原理誤差;另一方面,圓柱試件測量中,其空間位姿的調(diào)整精度依賴并受限于調(diào)整定位機(jī)構(gòu),即使利用調(diào)心/調(diào)傾機(jī)構(gòu)進(jìn)行精確調(diào)整后,由于驅(qū)動(dòng)和定位誤差等因素,仍存在較大的軸線傾斜殘余誤差。為解決上述問題,本課題針對非完整圓輪廓的圓度評定和圓柱度測量中的軸線傾斜誤差分離與補(bǔ)償技術(shù)開展了理論分析、仿真和實(shí)驗(yàn)研究,并完成了以下研究工作:建立了非完整圓輪廓圓度誤差評定模型,研究了基于最小二乘原理的代數(shù)擬合方法,并通過半徑約束對其改進(jìn),在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了無輪廓數(shù)據(jù)補(bǔ)償?shù)膱A度評定。對該模型的數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,無補(bǔ)償與補(bǔ)償輪廓數(shù)據(jù)后再進(jìn)行圓度評定方法相比,所提出的方法在缺口小于50%,以及含有較大偏心的情況下精度更高,且更為穩(wěn)定。提出了圓柱度測量中試件軸線傾斜誤差分離方法,該方法的基本原理是通過空間直線擬合獲得軸線傾斜量,并建立包含傾斜誤差在內(nèi)的圓柱輪廓測量模型,基于該模型分析了傾斜誤差隨采樣角和工件尺寸變化的規(guī)律;在此基礎(chǔ)上建立了誤差補(bǔ)償模型,可通過對測量數(shù)據(jù)的逐點(diǎn)補(bǔ)償,將傾斜誤差從原始測量數(shù)據(jù)中分離出來;實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在傾斜角小于300″內(nèi)均能有效的分離出軸線傾斜量,且分離誤差小于5%,可以準(zhǔn)確獲得被測輪廓真實(shí)特征。開發(fā)了非完整圓輪廓的圓度評定以及圓柱軸線傾斜誤差補(bǔ)償方法軟件包,該軟件包基于VS平臺和C#語言編寫,包含有測量數(shù)據(jù)采集傳輸、測量過程控制、測量數(shù)據(jù)處理,以及測量結(jié)果圖形打印與存儲等功能模塊,該軟件包已植入圓柱度測量儀中用于實(shí)際測量工作。
【圖文】：

圖 2-1 Limcaon 最小二乘圓測量模型X 軸方向的分量為 a，，沿 Y 軸方向的分量為 b整后的偏心量 e相對工件半徑是極小的，因式（2-1）變?yōu)椋篶os( ) cos sini i oi i i oir e r a b r得到最小二乘條件的目標(biāo)函數(shù)為：2 0 1 1( , , ) ( cos sin n ni i ii if a b r d r a b 二乘圓半徑(即理想擬合圓的半徑)。，分別進(jìn)行微分，可以得到如下方程組01012 cos ( cos sin ) 02 sin ( cos sin ) 02 ( cos sin ) 0ni i iini i iinfr a b rafr a b rbfr a b r

表 2-2 KASA 方法與改進(jìn)方法擬合結(jié)果對比圓弧角度(°) KASA 擬合半徑(mm) 改進(jìn) KASA 擬合半徑(mm)理想半徑(mm)360 10.000 10.000 10270 10.000 10.000 10180 10.000 10.00010120 10.000 10.000 1090 10.000 10.000 1060 10.000 10.000 1030 10.000 10.000 1015 10.000 10.000 1010 10.000 10.000 107 10.000 10.000 105 10.000 10.000 103 9.993 10.002 101 9.319 10.019 10
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG806

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本文編號：2529885