【摘要】： 形狀誤差測(cè)量技術(shù)歷經(jīng)演變,一直遵循著基本的測(cè)量模式:對(duì)形狀誤差測(cè)量和評(píng)定時(shí),要求知道被測(cè)對(duì)象的類型及其幾何參數(shù),而測(cè)量?jī)x器的設(shè)定也依賴被測(cè)對(duì)象及其幾何參數(shù)。 當(dāng)未知被測(cè)對(duì)象類型及參數(shù)時(shí),如何實(shí)現(xiàn)測(cè)量與評(píng)定已成為現(xiàn)代制造領(lǐng)域中的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題,這對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量模式提出了挑戰(zhàn)。在探索新的測(cè)量模式中,涉及兩個(gè)關(guān)鍵問題:一是測(cè)量過程的控制,二是形狀的識(shí)別及形狀誤差的評(píng)定。數(shù)控技術(shù)、軟件工程、精密機(jī)械、傳感器等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展為解決第一個(gè)問題提供了技術(shù)基礎(chǔ),反求工程中所采用的測(cè)量技術(shù)就是一個(gè)實(shí)例。而解決第二個(gè)問題就成了新測(cè)量模式的關(guān)鍵。本文以精密制造中典型的平面曲線為研究對(duì)象,針對(duì)第二個(gè)問題展開研究,研究?jī)?nèi)容如下: (1)在平面曲線識(shí)別方面,根據(jù)微分幾何曲線論,提出了具有旋轉(zhuǎn)和平移不變性的6個(gè)識(shí)別算子,并將識(shí)別算子應(yīng)用到平面曲線上,計(jì)算平面曲線的內(nèi)在不變量。在參數(shù)未知條件下提取平面曲線的識(shí)別算子值,并與平面曲線的內(nèi)在不變量比對(duì),實(shí)現(xiàn)對(duì)平面曲線的識(shí)別。 (2)在誤差評(píng)定方面,本文對(duì)圓度誤差評(píng)定進(jìn)行深入的研究。研究了圓度誤差評(píng)定中最小區(qū)域圓法、最小外接圓法和最大內(nèi)接圓法的判別準(zhǔn)則,提出了具有最小誤差的外接圓和內(nèi)接圓的鈍角三角形準(zhǔn)則,使圓度誤差的判別準(zhǔn)則得到完善。根據(jù)圓度誤差評(píng)定的判別準(zhǔn)則,給出具有最小誤差的外接圓和內(nèi)接圓的定義,并提出了解決具有最小誤差的外接圓和內(nèi)接圓滿足鈍角三角形準(zhǔn)則時(shí)的誤差評(píng)定方法。 最小區(qū)域圓的評(píng)定僅與4個(gè)特征點(diǎn)有關(guān),而最小外接圓和最大內(nèi)接圓的評(píng)定也僅與3個(gè)或2個(gè)特征點(diǎn)有關(guān)。本文研究了最小區(qū)域圓與最小外接圓、最大內(nèi)接圓特征點(diǎn)的相互關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了最小區(qū)域圓與最小外接圓、最大內(nèi)接圓的相互轉(zhuǎn)化,可有效解決最小區(qū)域圓的誤差評(píng)定。 本文提出了三種圓度誤差評(píng)定的方法:根據(jù)最小區(qū)域圓、最小外接圓、最大內(nèi)接圓在極坐標(biāo)系下的判別準(zhǔn)則,利用計(jì)算幾何中的凸殼理論,提出了一種統(tǒng)一的評(píng)定方法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)最小區(qū)域圓、最小外接圓、最大內(nèi)接圓的誤差評(píng)定;基于接觸斑點(diǎn)的檢驗(yàn)原理,利用旋轉(zhuǎn)法,實(shí)現(xiàn)了最小區(qū)域圓、最小外接圓和最大內(nèi)接圓的誤差評(píng)定;利用曲率和曲率圓,實(shí)現(xiàn)了對(duì)最小外接圓和最大內(nèi)接圓的誤差評(píng)定。 (3)研究了橢圓輪廓度評(píng)定的判別準(zhǔn)則,并基于代數(shù)距離實(shí)現(xiàn)了橢圓輪廓度的誤差評(píng)定。通過試驗(yàn),本文提出的識(shí)別算子能有效地對(duì)平面曲線進(jìn)行識(shí)別,建立相對(duì)應(yīng)的平面曲線的理想模型,并對(duì)其進(jìn)行了誤差評(píng)定。也驗(yàn)證了圓度誤差判別準(zhǔn)則及最小區(qū)域圓、最小外接圓和最大內(nèi)接圓特征點(diǎn)間的相互關(guān)系的準(zhǔn)確性和誤差評(píng)定方法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TH161
【圖文】：

據(jù)曲線識(shí)別算子6Δ 的定義，計(jì)算可得阿基米德螺線的識(shí)別算子26Δ=3a8 典型曲線識(shí)別算子匯總據(jù)平面曲線的 6 個(gè)識(shí)別算子，具體計(jì)算了平面曲線中圓、橢圓、、內(nèi)擺線、拋物線和阿基米德螺線識(shí)別算子的特征值（見表 3-1離散化的識(shí)別算子計(jì)算1 曲線離散化于接觸式機(jī)械三坐標(biāo)測(cè)量法的復(fù)雜曲線的測(cè)量過程實(shí)際上是利提取曲線的原始幾何形狀信息的過程（如圖 3-17 所示）。

ioixx =為iiiiiiRyRxθθsin1cos1′=′=標(biāo)可構(gòu)造唯一的外凸殼，由外凸殼的頂點(diǎn)可構(gòu)造唯誤差的評(píng)定——旋轉(zhuǎn)法接觸斑點(diǎn)圓度誤差的評(píng)定輪在滾動(dòng)檢驗(yàn)機(jī)上檢測(cè)接觸區(qū)，只有齒面上高點(diǎn)才能 4-21 所示）�；谶@種思想，可用于旋轉(zhuǎn)法實(shí)現(xiàn)對(duì)圓

【引證文獻(xiàn)】

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1 石照耀;張斌;李秀明;;精密工程中的“免形狀測(cè)量模式”[J];納米技術(shù)與精密工程;2012年02期

2 石照耀;張斌;林家春;;基于免形狀測(cè)量模式的復(fù)雜形狀測(cè)量機(jī)設(shè)計(jì)[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2012年06期

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1 王志軍;基于激光雷達(dá)測(cè)量原理的火箭推力線測(cè)量技術(shù)研究[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2011年

2 張斌;精密工程中免形狀測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2805143