直线度误差数字化评定理论与算法研究

发布时间：2021-04-22 11:22

　　随着计算机技术、网络技术、信息技术和先进制造技术等的不断发展，制造系统正在由原来的能量驱动型转变为信息驱动型，数字化与精密化已成为先进制造技术的核心与关键；数控机床、三坐标测量机等数字装备已得到广泛应用，加工精度和测量精度都已可达到纳米级。然而，目前对几何误差的评定仍然普遍采用评定精度较低的最小二乘法（LSM）等近似方法。测量精度与评定精度是影响测量结果精度的两个主要因素，迫切需要提高对直线度误差等几何误差的评定精度。同时，直线是构成机械零部件最基本的几何要素，常常作为方向误差、位置误差、跳动误差等的基准要素；空间直线度误差作为最复杂的几何误差之一，其评定理论与算法还很不成熟。因此，本文针对直线度误差的数字化评定理论与算法进行研究。首先阐述了其研究背景、目的与意义，对平面直线度误差和空间直线度误差评定研究的现状进行了评述，分析了现有研究所存在的问题；说明了对给定平面内直线度误差的评定进行可视化研究的必要性、以及研究空间直线度误差数字化评定理论与算法的重要性。然后，运用几何学原理、最优化理论、凸壳理论、误差理论和可视化技术作了如下研究：（1）介绍了给定平面内直线度误差评定理论，对其两端点... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：157 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
插图索引
表格索引
符号列表
第1章 绪论
    1.1 选题背景和研究目的
    1.2 几何误差评定研究概况及其存在的问题
    1.3 直线度误差评定研究评述
        1.3.1 平面直线度误差的评定算法研究评述
        1.3.2 空间直线度误差评定研究评述
        1.3.3 空间直线度误差评定研究所存在的问题
    1.4 本文研究的内容及其意义
    1.5 本文研究的课题来源
    1.6 本章小结
第2章 平面直线度误差评定的可视化研究
    2.1 给定平面内直线度误差评定的基础理论
    2.2 给定平面内直线度误差评定的可视化研究
        2.2.1 给定平面内直线度误差评定算法的可视化设计
        2.2.2 可视化数字实验
    2.3 本章小结
第3章 基于最小二乘原理的空间直线度误差评定算法研究
    3.1 空间直线度误差评定的基础理论
        3.1.1 两端点连线法
        3.1.2 最小二乘法LSM
        3.1.3 对近似算法的进一步规定
        3.1.4 最小区域法
    3.2 LSM算法评定空间直线度误差的缺陷分析
    3.3 LSM+算法的数学模型及其数字化实验
        3.3.1 LSM+算法的数学模型
        3.3.2 LSM+算法的数字化实验
    3.4 空间直线度误差评定的LSABC算法研究
        3.4.1 LSABC算法的数学模型
        3.4.2 LSABC算法的数字实验与结果分析
        3.4.3 LSABC+算法及其数字实验
    3.5 空间直线度误差评定的3DLSA算法研究
        3.5.1 3DLSA算法的数学模型
        3.5.2 3DLSA算法的数字实验与结果分析
    3.6 本章小结
第4章 基于最小区域准则的三点接触理论分析与算法研究
    4.1 三点接触的理论分析
    4.2 三点接触理论分析的正确性分析与验证
        4.2.1 充分性分析
        4.2.2 充分性验证
    4.3 基于三点接触最小区域准则的算法研究
        4.3.1 基于最小区域准则的三点接触算法设计
        4.3.2 三点接触的最小区域判断算法设计
    4.4 三点接触的数字实验与结果分析
        4.4.1 TPTA算法的有效性验证
        4.4.2 TPTA算法的效能验证
    4.5 本章小结
第5章 空间直线度误差的四/五点接触算法研究
    5.1 基于算术平均中心点的三维凸壳求解新算法
        5.1.1 3DCHA算法的思路与伪代码
        5.1.2 3DCHA算法的数字实验与分析
    5.2 双基点的空间网格点交叉搜索算法
        5.2.1 SCSA算法的原理和框架
        5.2.2 SCSA算法的数字实验与结果分析
    5.3 本章小结
第6章 几何误差的数字化检测与评定实验
    6.1 几何误差数字化检测的操作技术
    6.2 空间直线度误差数字化检测与评定实验
        6.2.1 空间直线度误差测点的提取操作
        6.2.2 空间直线度误差测点的拟合操作
        6.2.3 空间直线度误差测点拟合圆心的集成操作
        6.2.4 空间直线度误差测点集的拟合和评估操作
    6.3 同轴度误差数字化检测与评定实验
        6.3.1 基准轴线的建立
        6.3.2 评定同轴度误差
        6.3.3 阶梯轴的大、小圆柱段各截面拟合圆心组合的空间直线度误差
    6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A
附录B
附录C
附录D


【参考文献】：
期刊论文
[1]LSM算法评定空间直线度误差的分析与改进[J]. 胡仲勋,杨旭静,金湘中.  湖南大学学报(自然科学版). 2010(02)
[2]评定空间直线度误差的3DLSA算法研究[J]. 胡仲勋,杨旭静,金湘中.  中国机械工程. 2010(03)
[3]最小二乘法在空间直线度检测中的应用[J]. 王宁侠.  陕西科技大学学报(自然科学版). 2009(05)
[4]基于新一代GPS体系的圆度误差评定研究[J]. 郑鹏,孙晓波,张琳娜.  机床与液压. 2009(09)
[5]基于LabVIEW直线度误差测量数据处理方法研究[J]. 葛为民.  精密制造与自动化. 2009(03)
[6]超精密加工技术与机床的新进展[J]. 李圣怡.  航空精密制造技术. 2009(02)
[7]基于近似凸壳的直线度误差评定方法[J]. 薛小强.  南京工程学院学报(自然科学版). 2009(01)
[8]形状误差评定的拟合操作研究[J]. 郑鹏,张琳娜,赵凤霞.  计量与测试技术. 2008(12)
[9]数控切削加工领域的数字化测量技术和量具量仪[J]. 谢华锟.  航空制造技术. 2008(23)
[10]国内外精密加工技术最新进展[J]. 袁哲俊.  工具技术. 2008(10)

博士论文
[1]基于误差分离的圆柱度精密测量技术研究[D]. 雷贤卿.西安理工大学 2007
[2]形位误差的逼近原理及算法研究[D]. 何改云.天津大学 2006



本文编号：3153687