二维数字化截面轮廓测量仪研究

发布时间：2020-08-09 05:29

【摘要】：近些年来,随着制造业的快速发展,对工件的轮廓进行自动化的柔性测量技术需求越来越大。为了更好测量、评定工件表面的形貌特点,本文通过探究二坐标测量仪的工作方式和工作原理,对可测量二维截面轮廓的设备进行了的研究开发。主要研究内容如下:(1)测量仪系统设计。首先,我们分析坐标测量仪的测量原理、进行二维测量仪机械结构的设计,同时开发电控系统、编写了软件程序、分析了其理论精度,完成了样机的设计与制作。(2)曲面自适应测量研究。通过分解复合表面,获取被测面上测量路径的规划、边界条件以及子面片间测量的次序,实现了测量仪自动、指导式测量。然后对被测实物的探测跨距进行自适应调节,并对测量误差进行评价,使被测实物曲率的测量精度满足阈值要求。并且优化了实物上采样点的分布随被测件的曲率变化,减小了测量时间。除此之外,我们还结合了非均匀B样条曲线曲率连续算法,对待测点坐标进行预测,同时获取探测矢量数据,进一步保障测量精度。(3)测量仪精度研究。建立测量仪数学模型,分析影响测量仪精度的误差源,找出提高测量精度和减小误差的方法措施。提出测量精度提升的方法:利用二坐标测量机测量仪和高精度数显千分尺的测试比较,创建误差补偿表,以此矫正测量到的信息;通过对粗大差与随机误差进行软件滤波法,本文采用卡尔曼滤波和限幅滤波相结合的方法。对测量环节中粗大误差引发的噪声和随机误差引发小振幅随机扰动进行了处理。结果表明采用此方法能够去除相应的噪声,使得数据更加准确。通过实验方法来对测量仪误差进行评定来确定设计二坐标测量仪是否能够达到设计要求。测试结果表明,通过对测量误差的分析处理,可有效地提高系统的测量精度,达到了设计要求。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH721
【图文】：

分布情况,点云,分布情况

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文测量工程的关键技术获得点云的方法利用测量设备，对被测面上特征点空间坐标进行采集的过程，就称件数字化。测量点云精度与 CAD 模型精准度、后续逆向过程质量系。各测量方法对应采集到的数据点云格式不同。结合数据点分布特点数据类别，分别是：第一，由激光扫描系统等随机采集的散乱点云无序；第二，三坐标测量机与激光扫描机等依据扫线方向采集的扫分布为扫描线状；第三，光栅投影测量机、三坐标测量机以及激光集的网格点云，分布呈网格状；第四，层切法、工业 CT、核磁共取到的多边形状点云，具体点云分布形态见图 1-1 所示。

直角坐标,机械结构,测量原理

完成基本设计规定的技术目标。因此，应量要求，且外型简洁美观、操作简单、可靠尽可能小，且强度满足要求、效率高；运，且安装和拆卸快捷；量需求，且测量精度尽可能精确、制造成本设计方案结构的选择坐标可以通过笛卡尔坐标系和极坐标表示量仪的机械本体结构设计方案也不相同[11角坐标系为基准设计测量仪时，见图 2-1轨作为结构本体，在导轨上安装一个移动分别在相交的导轨上各安装一个位移传感动量并对数据进行分析。

示意图,极坐标测量,示意图

图 2-2 极坐标测量示意图说，两种设计方法都可以实现平面内截面轮廓的测径较大的截面测量时，容易出现测头被挡的盲点差放大成正比。基于测量精度考虑，本文中，二尔直角坐标系结构。动方式根据操作方式可分为电动驱动和手动驱动两种驱动因素干扰的优势，能够提升测量精度和自动化程在一定弊端，例如结构繁杂、高成本、难操作等制造成本低、操作简单，但若使用手动进行测量给量，测量精度低。因此本文采用电控驱动作为

【参考文献】