平面度誤差數(shù)字化檢測與評定算法研究.pdf

1、隨著新一代信息技術、互聯(lián)網技術、數(shù)字化制造技術等多學科技術的交叉融合，先進制造技術得到了迅速發(fā)展，航空航天、醫(yī)療器械、精密儀器等行業(yè)對產品質量的要求也越來越高。幾何誤差對機械產品質量、精度或使用性能等有直接的影響;平面度誤差是一種最常見的幾何形狀誤差，而且被測平面要素大多是與三維坐標軸既不平行又不垂直的空間一般位置平面;對于這種空間一般位置的平面度誤差評定，現(xiàn)有的評定算法具有一定的局限性。因此，研究空間一般位置平面度誤差的數(shù)字化檢測和評

2、定具有重要理論意義和工程應用價值。
　　本文主要研究工作如下:
　　(1)闡述了平面度誤差檢測與評定的背景、意義及其研究現(xiàn)狀;概述了平面度誤差的評定理論基礎，對最小二乘算法等多種算法進行了分析，說明了將這些算法應用于一般位置的平面度誤差的評定時，具有明顯的局限性;因此，提出了三維最小二乘算法(3DLSA—Three Dimensional Least Squares Algorithm)，推導了其數(shù)學模型，并采用多組數(shù)據進行

3、數(shù)字化實驗，驗證了該算法的有效性。
　　(2)考慮到平面度誤差的常用評定方法，僅有兩點接觸，不滿足最小區(qū)域準則，不能用于較高精度的平面度誤差的檢測與評定;因此，提出了基于最小區(qū)域準則的新算法(MZCA—A new Algorithm based on the Minimum Zone Criterion)，給出了MZCA算法的數(shù)學模型和算法流程圖，并進行了數(shù)字化實驗，驗證了該算法是一種能夠實現(xiàn)三點或四點接觸、具有較高評定精度的好算

4、法，其評定精度可達到納米級。
　　(3)基于新一代GPS的操作技術，采用三坐標測量機對某平板零件的平面度誤差進行數(shù)字化檢測，測得了該零件平面度誤差測點集。針對該測點集，分別通過3DLSA算法、MZCA算法求解其平面度誤差值，以實現(xiàn)三維空間中平面度誤差數(shù)字化檢測與評定的操作技術，并驗證這兩種算法的有效性。
　　綜上所述，3DLSA算法能夠滿足工程實際中一般精度要求的數(shù)字化檢測與評定，實現(xiàn)空間一般位置平面度誤差近似評定;MZCA