三維綜合檢測站的機(jī)構(gòu)誤差補(bǔ)償與定向誤差評定研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,三坐標(biāo)測量設(shè)備已廣泛應(yīng)用于三維復(fù)雜零件的尺寸、形狀和相互位置的測量。目前,國內(nèi)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的三坐標(biāo)測量設(shè)備并不多見,大部分的核心技術(shù)來源于國外。因此,自主研發(fā)三坐標(biāo)測量系統(tǒng)具有十分重要的意義。本學(xué)位論文結(jié)合課題組與某企業(yè)聯(lián)合開發(fā)的一款專用于車間在線檢測的三坐標(biāo)測量設(shè)備,即三維綜合檢測站,采用理論分析、計算機(jī)編程和工程試驗(yàn)結(jié)合的方法,建立了三維綜合檢測站的機(jī)構(gòu)誤差補(bǔ)償模型和零件定向誤差評定的數(shù)學(xué)模型,研究了

2、計算機(jī)算法,參與自主研發(fā)了三維專業(yè)測量軟件。
　　主要包括以下幾個方面的工作:
　　第一,建立了機(jī)構(gòu)誤差補(bǔ)償模型。介紹了三維綜合檢測站的結(jié)構(gòu)組成部分,分析了其誤差來源,針對機(jī)構(gòu)誤差建立了三維綜合檢測站主體機(jī)械部分的準(zhǔn)剛體誤差補(bǔ)償模型,推導(dǎo)了各原始機(jī)構(gòu)誤差與測量誤差之間的合成關(guān)系和傳遞系數(shù),給出了機(jī)構(gòu)誤差補(bǔ)償技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法。
　　第二,建立了定向誤差評定的數(shù)學(xué)模型,研究了相關(guān)的算法。根據(jù)新一代產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范與認(rèn)證(GP

3、S)理論,運(yùn)用最小區(qū)域法建立了基準(zhǔn)平面和基準(zhǔn)直線。采用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)法,建立了定向誤差的評定模型,運(yùn)用一種動態(tài)改變慣性權(quán)重的自適應(yīng)粒子群算法(DCWPSO)進(jìn)行搜索計算,得到了定向誤差評定的最優(yōu)解。通過多組實(shí)例分析并與其它方法結(jié)果值對比,驗(yàn)證了該方法的有效性和優(yōu)越性。
　　第三,研究了基于公差原則的定向誤差評定方法。以孔(軸)特征的中心軸線為研究對象,分別采用最大內(nèi)接圓柱(最小外接圓柱)法和最大內(nèi)接圓(最小外接圓)法,建立了滿足最大實(shí)體

4、要求(MMR)時,孔(軸)特征的定向體外作用尺寸和局部實(shí)際尺寸評定模型,運(yùn)用DCWPSO算法完成了兩類尺寸的評定。通過實(shí)例計算,檢驗(yàn)了零件的合格性。
　　第四,開發(fā)了配套三維測量系統(tǒng)軟件。以VC++與MATLAB混合編程為平臺,參與構(gòu)建了軟件整體框架,設(shè)計了軟件界面,將本文研究的機(jī)構(gòu)誤差補(bǔ)償方法與動態(tài)改變慣性權(quán)重的自適應(yīng)粒子群算法(DCWPSO)植入軟件中,完成了機(jī)構(gòu)誤差補(bǔ)償模塊和定向誤差評定模塊的設(shè)計,實(shí)現(xiàn)了對三維零件定向誤差的