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高精度圆度测量的研究

作　者: 葛磊
导　师: 邹鲲
学　校: 东华大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 圆度误差圆度误差分离技术仿真 LabVIEW
分类号: TG834
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在工业生产和制造中,存在着大多的几何零件都包含圆形部分,而该圆形部分的圆度误差的大小直接影响着零件的配合精度,而随着航空、航天等行业的发展对圆形工件的精度要求逐渐提高,所以高精度圆度误差的测量及评定是具有非常重要的意义的。本文首先介绍了当前国内外圆度误差测量的常用方法及误差评定方法,并且结合MATLAB软件编写相应的误差评定程序并验证其正确性。然后通过仿真分析四种圆度误差评定方法在不同精度数据下的差异。介绍了传统的结合圆度仪进行圆度误差测量的方法,并且结合LabVIEW对HYQ-041圆度仪进行改造,充分的利用虚拟仪器的数据处理、软件滤波等优点。之后根据实际的测量模型,建立圆度误差测量模型及测量过程中可能出现的引入误差模型,同样结合MATLAB程序建立仿真程序。分析各引入误差对高圆度误差测量的影响。并用该虚拟圆度仪进行实验。并且通过结果得到该虚拟圆度仪可以得到一定的精度。详细介绍了圆度误差分离技术,并且理论分析了多步法、三点法等圆度误差分离技术,分析了误差分离技术中谐波抑制产生的原因。同时根据各误差分离技术的实际实现步骤及理论原理对比分析了各圆度误差分离技术的误差分离精度及优缺点。并通过实验验证误差分离技术能够得到更高精度的误差测量。根据反向法及多测头法圆度误差分离技术,提出一种新的圆度误差分析技术。并且理论分析和推导了该新误差分离方法的可行性。然后根据理论以及实际的测量模型,结合MATLAB建立相应的仿真程序并仿真。根据仿真结果分析测量中各可能因素对误差分离的影响,通过仿真为实际测量提供理论依据。并且根据仿真结果指导实验所需实验装置的加工。最后通过实验验证该误差分离技术对圆度误差测量精度提高的能力。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章绪论  11-19
  1.1 研究的背景和意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-17
    1.2.1 测量方法国内外现状  12-14
    1.2.2 误差分离方法的国内外现状  14-16
    1.2.3 误差评定方法的国内外现状  16-17
  1.3 本文主要研究内容  17-19
第二章圆度误差的测量与评定  19-30
  2.1 圆度误差测量方法  19-23
    2.1.1 两点三点法  19-20
    2.1.2 坐标测量法  20-21
    2.1.3 半径测量法  21-23
  2.2 圆度误差的评定方法  23-27
    2.2.1 最小二乘圆法  23-25
    2.2.2 切接圆法  25-26
    2.2.3 最小区域圆法  26-27
  2.3 算法对比  27-29
  2.4 本章小结  29-30
第三章基于圆度仪的传统圆度误差检测  30-51
  3.1 测量平台介绍  30-35
    3.1.1 HYQ041型圆度仪  30-32
    3.1.2 PCI-6221数据采集卡  32-33
    3.1.3 Labview软件上位机程序  33-35
  3.2 误差模型建立及仿真  35-42
    3.2.1 误差模型建立  36-39
    3.2.2 基于MATLAB的数据仿真  39-42
  3.3 实验数据处理及分析  42-49
    3.3.1 数据采集  42-44
    3.3.2 标定块数据处理  44-48
    3.3.3 标准球数据处理  48-49
  3.4 本章小结  49-51
第四章基于误差分离技术的圆度误差测量  51-63
  4.1 概述  51-52
  4.2 圆度误差分离技术  52-60
    4.2.1 多点法  52-56
    4.2.2 转位法  56-60
  4.3 实验数据分析  60-62
  4.4 本章小结  62-63
第五章基于反向法和多点法的新误差分离方法  63-75
  5.1 新误差分离测量方法介绍  63-65
  5.2 新方法建模及仿真  65-71
    5.2.1 模型建立  65-66
    5.2.2 模型仿真  66-71
  5.3 实验及数据分析  71-74
    5.3.1 实验装置及步骤  71-73
    5.3.2 实验数据处理  73-74
  5.4 本章小结  74-75
第六章总结与展望  75-77
  6.1 全文总结  75-76
  6.2 今后展望  76-77
参考文献  77-80
攻读硕士学位期间发表的学术论文  80-81
致谢  81

高精度圆度测量的研究

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