基于PPCNC平台的三坐标测量系统的构建

发布时间：2017-09-29 20:37

  本文关键词：基于PPCNC平台的三坐标测量系统的构建

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【摘要】：三坐标测量机是测量和获得被测尺寸最直接和最有效的设备,随着机床向智能化、自动化的不断发展,三坐标测量机在各行各业的地位越来越突出。传统三坐标测量机价格昂贵、维修和维护费用高,因此探索基于个人便携式数控机床并创建三坐标测量系统,有实际的工程意义。文章中建立的三坐标测量系统是一个简易的测量系统,即测量简单且规则的几何元素,以辅助高校学生了解三坐标测量机以及学习有关测量方面课程。文章论述了个人便携式数控机床的功能、外部结构和参数,同时对三坐标测量机进行了介绍。通过使用个人便携式数控机床搭建了三坐标测量系统平台,并介绍了利用Mach3VB脚本语言二次开发的测量软件以及在测量中遵循的法式量方向测量原则、测点分布和选取数量的测量原则。通过对插值法和数据拟合法的应用比较,确定了选取最小二乘法(一种数据拟合法)对坐标点数据进行数据处理。重点介绍了基本几何元素(直线、平面、圆、圆柱和球)的数据拟合,其为求取点、线、面间夹角和距离奠定了数学基础。在几何形位误差的测量上,推导出了直线度误差、平面度误差、圆度误差、球度误差、圆柱度误差和同轴度误差的数学公式。VB软件有着方便、简单及可视化等特点.文章利用VisualBasic6.0编写了数据处理界面,阐述了VB6.0环境下程序设计的窗口布局和编程思路,实现了最小二乘法在VB环境下的数据拟合。选取圆和圆柱作为测量对象,通过最小二乘法+VB实验、LSABC算法+VB实验及三坐标测量系统的实验,验证了数据处理方法的可行性和测量系统的可行性。其中利用在Solidworks中绘制的圆和圆柱上取点进行实验,验证VB环境下最小二乘法和LSABC算法的可行性；通过测量现有钢球半径实验,验证三坐标测量系统的可靠性。
【关键词】：PPCNC 三坐标测量系统 最小二乘法 Visual Basic
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH721
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 个人便携式数控机床简介9-11
• 1.2 三坐标测量机简介11-12
• 1.3 三坐标测量机的近况和发展趋向12-13
• 1.3.1 三坐标测量机现状12
• 1.3.2 三坐标测量机的发展趋势12-13
• 1.4 课题研究目的及意义13-14
• 1.4.1 研究目的13
• 1.4.2 研究意义13-14
• 第二章 数据的测量与提取14-20
• 2.1 搭建测量平台14-15
• 2.2 手动测量取点15-19
• 2.2.1 基于PPCNC开发的测量软件简介15-16
• 2.2.2 测量原则16-18
• 2.2.3 手动测量的一般过程18-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 数据处理20-35
• 3.1 数据处理方法20-22
• 3.1.1 插值法20-21
• 3.1.2 数据拟合法21-22
• 3.1.3 选取数据处理方法22
• 3.2 最小二乘法简介22-23
• 3.3 基本几何元素的数据处理23-27
• 3.3.1 基于最小二乘原理的拟合过程23-24
• 3.3.2 球的拟合24-26
• 3.3.3 平面直线的拟合26
• 3.3.4 平面的拟合26-27
• 3.3.5 圆拟合27
• 3.4 夹角和距离数学公式27-30
• 3.4.1 两平面相交线和夹角28
• 3.4.2 两直线夹角28
• 3.4.3 点到线、面的距离28-29
• 3.4.4 两直线、两面间的距离29-30
• 3.5 几何形位误差的测量30-34
• 3.5.1 平面直线度误差30
• 3.5.2 平面度误差30-31
• 3.5.3 圆度误差31
• 3.5.4 球度误差31
• 3.5.5 空间直线及空间直线度误差31-33
• 3.5.6 圆柱面和圆柱度误差33-34
• 3.5.7 同轴度误差34
• 3.6 本章小结34-35
• 第四章 数据处理软件35-41
• 4.1 Visual Basic6.0软件简介35-36
• 4.1.1 VisualBasic概述35
• 4.1.2 Visual Basic 6.0特点35-36
• 4.1.3 VB6.0工具箱中控件的具体功能36
• 4.1.4 Visual Basic6.0中的多重窗体36
• 4.2 程序设计过程36-40
• 4.2.1 窗口布局36-39
• 4.2.2 编程思路39-40
• 4.2.3 生成数据处理软件40
• 4.3 本章小结40-41
• 第五章 实验验证与分析41-46
• 5.1 最小二乘法+VB的实验验证41-42
• 5.2 LSABC算法+VB的实验验证42-44
• 5.3 三坐标测量系统实验验证44-45
• 5.4 本章小结45-46
• 第六章 总结与展望46-48
• 6.1 研究内容总结及缺陷46-47
• 6.1.1 研究内容总结46-47
• 6.1.2 研究内容缺陷47
• 6.2 展望47-48
• 参考文献48-51
• 附录51-57
• 在学期间的研究成果57-58
• 致谢58

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本文编号：944141