三維綜合檢測站的機構誤差補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,三坐標測量設備已廣泛應用于三維復雜零件的尺寸、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)權的三坐標測量設備并不多見,大部分的核心技術來源于國外。因此,自主研發(fā)三坐標測量系統(tǒng)具有十分重要的意義。本學位論文結合課題組與某企業(yè)聯(lián)合開發(fā)的一款專用于車間在線檢測的三坐標測量設備,即三維綜合檢測站,采用理論分析、計算機編程和工程試驗結合的方法,建立了三維綜合檢測站的機構誤差補償模型和零件定向誤差評定的數(shù)學模型,研究了

2、計算機算法,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,建立了機構誤差補償模型。介紹了三維綜合檢測站的結構組成部分,分析了其誤差來源,針對機構誤差建立了三維綜合檢測站主體機械部分的準剛體誤差補償模型,推導了各原始機構誤差與測量誤差之間的合成關系和傳遞系數(shù),給出了機構誤差補償技術的實現(xiàn)方法。
　　第二,建立了定向誤差評定的數(shù)學模型,研究了相關的算法。根據(jù)新一代產(chǎn)品幾何技術規(guī)范與認證(GP

3、S)理論,運用最小區(qū)域法建立了基準平面和基準直線。采用坐標旋轉法,建立了定向誤差的評定模型,運用一種動態(tài)改變慣性權重的自適應粒子群算法(DCWPSO)進行搜索計算,得到了定向誤差評定的最優(yōu)解。通過多組實例分析并與其它方法結果值對比,驗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,建立了滿足最大實體

4、要求(MMR)時,孔(軸)特征的定向體外作用尺寸和局部實際尺寸評定模型,運用DCWPSO算法完成了兩類尺寸的評定。通過實例計算,檢驗了零件的合格性。
　　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,參與構建了軟件整體框架,設計了軟件界面,將本文研究的機構誤差補償方法與動態(tài)改變慣性權重的自適應粒子群算法(DCWPSO)植入軟件中,完成了機構誤差補償模塊和定向誤差評定模塊的設計,實現(xiàn)了對三維零件定向誤差的