精密圆柱形貌测量及其三维显示

发布时间：2017-08-29 00:06

  本文关键词：精密圆柱形貌测量及其三维显示

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【摘要】：目前我国的高档数控机床轴承都有高速、高精度的要求,对这些高速、超精密轴承进行精度检测是技术难点之一。特别是基于误差分离的圆度、圆柱度形状误差的研究和应用更是受到国内外的重视。本文研究过程中,理论与应用相结合,以基于误差分离技术的圆度、圆柱度测量模型为理论基础,以圆柱形貌三维重构及三维显示程序的编写和验证为主要内容。具体的研究内容如下:1介绍误差分离技术。对比、分析现有的几种基于误差分离技术的圆柱度分离及测量模型。2圆柱度误差测试系统的部分内容设计。设计内容有三:一是设计有对中功能的传感器的安装调整装置;二是实现高精度、非接触的圆柱度的测量;三是数据处理系统中圆柱度误差分离、重构程序的编写。3圆柱表面形貌的三维显示。从圆柱表面重构的点的坐标开始,利用基于C++Builder的图形显示软件OpenGL(Open Graphics library)实现圆柱表面三维的点显示、网格显示、面显示;同时,基于颜色渐变的线性插值法实现圆柱表面三维的点显示、网格显示、面显示能够有颜色渐变,且颜色的渐变与圆柱形状误差相关;最后,绘制彩虹色带使圆柱形状误差大小与圆柱表面的渐变颜色相关联;4圆柱的形貌表面重构及三维显示程序仿真验证。构造相应的仿真数据对圆柱的形貌表面重构及三维显示软件部分进行的验证。首先验证颜色渐变部分的程序的正确性,然后对圆柱表面重构及三维显示的整个程序进行验证。最后,举例验证程序具有实用价值。本文设计的传感器安装调整装置以及光谱共焦位移传感器的使用能实现圆柱度的非接触测量;在圆柱形貌三维显示上,首次应用不同的颜色来表征圆柱度误差的分布、大小,同时还能定性的评价圆柱度误差的大小。最后的仿真验证也证明程序是正确的,实用的。
【关键词】：圆柱度 误差分离技术 三维显示 OpenGL
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659;TG835
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题研究的背景8-9
• 1.2 课题研究的意义与课题来源9-10
• 1.3 圆柱度测量技术国内外研究现状10-12
• 1.4 可视化技术的国内外研究现状12-13
• 1.5 课题研究的主要内容13-14
• 第2章 圆度、圆柱度误差测量技术14-24
• 2.1 圆度误差测量技术14-17
• 2.1.1 三点法圆度误差分离14-16
• 2.1.2 圆度误差评定中的最小二乘评定16-17
• 2.2 三点法圆柱度测量技术17-23
• 2.2.1 回转轴回转运动理论17-19
• 2.2.2 三点法圆柱度误差分离技术19-22
• 2.2.3 圆柱度误差的最小二乘评定22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第3章 测试系统的设计24-36
• 3.1 引言24
• 3.2 传感器安装调整装置设计24-26
• 3.3 高精度、非接触圆柱度误差测量的实现26-29
• 3.3.1 接触、非接触测量的优缺点对比26-28
• 3.3.2 光谱共焦位移传感器的选用28-29
• 3.4 基于PC机的数据处理系统设计29-35
• 3.4.1 数据处理系统设计总体框图29
• 3.4.2 三点法圆柱度误差分离的程序实现29-31
• 3.4.3 三点法圆柱度误差的重构程序的实现31-32
• 3.4.4 误差评定模块32-33
• 3.4.5 圆柱表面形貌显示的界面33-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 圆柱表面形貌的可视化36-50
• 4.1 引言36
• 4.2 OpenGL的基本概念36
• 4.3 基于OpenGL在空间中绘图36-41
• 4.3.1 在 3D空间中绘点37-38
• 4.3.2 在 3D空间中绘制直线38-39
• 4.3.3 在 3D空间中绘制面39-40
• 4.3.4 Open GL和Windows字体40-41
• 4.4 在OpenGL中使用颜色41-43
• 4.4.1 颜色立方体41-42
• 4.4.2 设置绘图颜色42
• 4.4.3 着色及设置着色模型42-43
• 4.5 精密圆柱形貌的三维动态显示43-49
• 4.5.1 圆柱表面形貌误差显示的总体设计43
• 4.5.2 圆柱形貌上采样点的三维显示43-44
• 4.5.3 重构圆柱形貌的空间网格的绘制过程44
• 4.5.4 对重构的圆柱形貌表进行面的渲染44-46
• 4.5.5 用颜色线性插值法实现带有颜色渐变的圆柱表面46-48
• 4.5.6 彩虹色带的使用48-49
• 4.6 本章小结49-50
• 第5章 圆柱形貌三维显示软件仿真验证50-60
• 5.1 引言50
• 5.2 基于颜色插值的渐变色渲染正确性验证50-52
• 5.3 圆柱三维显示程序的仿真验证52-56
• 5.4 在不同重构方式下圆柱表面三维显示分析56-59
• 5.5 本章小节59-60
• 第6章 结论60-62
• 6.1 全文总结60
• 6.2 展望60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-67
• 攻读学位期间的研究成果67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李济顺,洪迈生;提高圆度误差分离精度的措施[J];计量学报;1999年02期

2 狄庆芸;在Visual C++6.0环境下利用OpenGL实现模型的动态观察[J];计算机与现代化;2004年12期

3 雷贤卿;李言;李济顺;周彦伟;段明德;;截面最小二乘圆心位置的余弦回归提取法[J];河南科技大学学报(自然科学版);2006年01期

4 关玉琴;;典型零件形位误差的检测系统设计[J];内蒙古科技与经济;2011年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 骆建华;用虚拟仪器改造YD200A型圆度仪[D];天津大学;2004年

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本文编号：750216