【摘要】：近些年來,隨著制造業(yè)的快速發(fā)展,對工件的輪廓進(jìn)行自動化的柔性測量技術(shù)需求越來越大。為了更好測量、評定工件表面的形貌特點,本文通過探究二坐標(biāo)測量儀的工作方式和工作原理,對可測量二維截面輪廓的設(shè)備進(jìn)行了的研究開發(fā)。主要研究內(nèi)容如下:(1)測量儀系統(tǒng)設(shè)計。首先,我們分析坐標(biāo)測量儀的測量原理、進(jìn)行二維測量儀機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計,同時開發(fā)電控系統(tǒng)、編寫了軟件程序、分析了其理論精度,完成了樣機的設(shè)計與制作。(2)曲面自適應(yīng)測量研究。通過分解復(fù)合表面,獲取被測面上測量路徑的規(guī)劃、邊界條件以及子面片間測量的次序,實現(xiàn)了測量儀自動、指導(dǎo)式測量。然后對被測實物的探測跨距進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié),并對測量誤差進(jìn)行評價,使被測實物曲率的測量精度滿足閾值要求。并且優(yōu)化了實物上采樣點的分布隨被測件的曲率變化,減小了測量時間。除此之外,我們還結(jié)合了非均勻B樣條曲線曲率連續(xù)算法,對待測點坐標(biāo)進(jìn)行預(yù)測,同時獲取探測矢量數(shù)據(jù),進(jìn)一步保障測量精度。(3)測量儀精度研究。建立測量儀數(shù)學(xué)模型,分析影響測量儀精度的誤差源,找出提高測量精度和減小誤差的方法措施。提出測量精度提升的方法:利用二坐標(biāo)測量機測量儀和高精度數(shù)顯千分尺的測試比較,創(chuàng)建誤差補償表,以此矯正測量到的信息;通過對粗大差與隨機誤差進(jìn)行軟件濾波法,本文采用卡爾曼濾波和限幅濾波相結(jié)合的方法。對測量環(huán)節(jié)中粗大誤差引發(fā)的噪聲和隨機誤差引發(fā)小振幅隨機擾動進(jìn)行了處理。結(jié)果表明采用此方法能夠去除相應(yīng)的噪聲,使得數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。通過實驗方法來對測量儀誤差進(jìn)行評定來確定設(shè)計二坐標(biāo)測量儀是否能夠達(dá)到設(shè)計要求。測試結(jié)果表明,通過對測量誤差的分析處理,可有效地提高系統(tǒng)的測量精度,達(dá)到了設(shè)計要求。
【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】：2018
【分類號】：TH721
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文測量工程的關(guān)鍵技術(shù) 獲得點云的方法利用測量設(shè)備，對被測面上特征點空間坐標(biāo)進(jìn)行采集的過程，就稱件數(shù)字化。測量點云精度與 CAD 模型精準(zhǔn)度、后續(xù)逆向過程質(zhì)量系。各測量方法對應(yīng)采集到的數(shù)據(jù)點云格式不同。結(jié)合數(shù)據(jù)點分布特點數(shù)據(jù)類別，分別是：第一，由激光掃描系統(tǒng)等隨機采集的散亂點云無序；第二，三坐標(biāo)測量機與激光掃描機等依據(jù)掃線方向采集的掃分布為掃描線狀；第三，光柵投影測量機、三坐標(biāo)測量機以及激光集的網(wǎng)格點云，分布呈網(wǎng)格狀；第四，層切法、工業(yè) CT、核磁共取到的多邊形狀點云，具體點云分布形態(tài)見圖 1-1 所示。

完成基本設(shè)計規(guī)定的技術(shù)目標(biāo)。因此，應(yīng)量要求，且外型簡潔美觀、操作簡單、可靠盡可能小，且強度滿足要求、效率高；運，且安裝和拆卸快捷；量需求，且測量精度盡可能精確、制造成本設(shè)計方案結(jié)構(gòu)的選擇坐標(biāo)可以通過笛卡爾坐標(biāo)系和極坐標(biāo)表示量儀的機械本體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案也不相同[11角坐標(biāo)系為基準(zhǔn)設(shè)計測量儀時，見圖 2-1軌作為結(jié)構(gòu)本體，在導(dǎo)軌上安裝一個移動分別在相交的導(dǎo)軌上各安裝一個位移傳感動量并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

圖 2-2 極坐標(biāo)測量示意圖說，兩種設(shè)計方法都可以實現(xiàn)平面內(nèi)截面輪廓的測徑較大的截面測量時，容易出現(xiàn)測頭被擋的盲點差放大成正比。基于測量精度考慮，本文中，二爾直角坐標(biāo)系結(jié)構(gòu)。動方式根據(jù)操作方式可分為電動驅(qū)動和手動驅(qū)動兩種驅(qū)動因素干擾的優(yōu)勢，能夠提升測量精度和自動化程在一定弊端，例如結(jié)構(gòu)繁雜、高成本、難操作等制造成本低、操作簡單，但若使用手動進(jìn)行測量給量，測量精度低。因此本文采用電控驅(qū)動作為

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 薛瑩;何雪明;;基于Bzier曲線的三坐標(biāo)測量機自適應(yīng)測量算法研究[J];機床與液壓;2010年07期

2 張海;周新建;;自由曲面測量點分布規(guī)劃研究[J];機床與液壓;2009年07期

3 馬科;陳正寧;;MPC07控制卡在運動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];電子元器件應(yīng)用;2009年06期

4 劉亞龍;周亮;姚奇;;二維表面輪廓測量儀測試系統(tǒng)的開發(fā)[J];機械工程師;2009年03期

5 王一夫;陳松喬;;非加性噪聲情形下卡爾曼濾波器的推廣[J];計算機工程與應(yīng)用;2008年04期

6 唐英;胡玉紅;周君;狄春良;任瑛;;自由曲面自適應(yīng)采樣測量方法的研究現(xiàn)狀[J];工具技術(shù);2008年01期

7 何雪明;李成剛;胡于進(jìn);曲萍;李文君;;三坐標(biāo)測量機測量路徑的曲率連續(xù)自適應(yīng)規(guī)劃[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年S2期

8 李為民;用Visual Basic開發(fā)Windows下的運動控制系統(tǒng)[J];寶雞文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年04期

9 王世剛;基于CMM測量路徑優(yōu)化算法的研究[J];機械科學(xué)與技術(shù);2005年05期

10 平雪良,周儒榮,黨耀國;未知自由曲面三坐標(biāo)測量新方法[J];機械科學(xué)與技術(shù);2005年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 夏豪杰;高精度二維平面光柵測量系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 蔣麗雁;基于FPGA的光柵信號處理電路研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

2 劉小軍;激光掃描測頭在柔性三坐標(biāo)測量機中的理論及應(yīng)用研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2010年

3 凌清平;關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究[D];天津大學(xué);2009年

4 劉陽陽;小型光柵位移傳感器設(shè)計[D];長春理工大學(xué);2008年

5 劉文智;透反射率測量儀自動化軟件設(shè)計[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

本文編號：2786677