复杂形状轮廓的几何形状误差评定方法研究

复杂形状轮廓的几何形状误差评定方法研究

论文摘要

形状误差对零件质量有重要影响,复杂曲线、曲面形状误差的评定是一个难点,研究一种快速、准确评定复杂曲线、曲面形状误差方法具有重要的理论意义和经济价值。本文根据形状误差评定标准定义,研究了基于MATLAB的形状误差评定方法,并给出了计算实例。本论文主要研究内容如下:1、研究了直线度误差、平面度误差、圆度误差、圆柱度误差、球度误差、圆锥度误差评定的数学模型,采用MATLAB中的优化算法求解,阐述了误差评定的详细步骤。2、建立了复杂曲线轮廓度误差评定的数学模型,利用NURBS曲线插值反算得到理论轮廓曲线的数学模型,采用分割逼近法快速求取测点到理论曲线轮廓的最小距离,通过坐标变换实现实测点与理论轮廓位置的匹配,消除因位置偏差引起的线轮廓度评定的不精确问题。阐述了线轮廓度误差评定的详细步骤。3、建立了复杂曲面轮廓度误差评定的数学模型,利用NURBS曲面插值反算得到理论轮廓曲面的数学模型,采用分割逼近法快速求取测点到理论曲面的最小距离,通过坐标变换实现实测点与理论轮廓位置的匹配,消除因位置偏差引起的曲面轮廓度评定的不精确问题,采用拟牛顿法中的BFGS方法求解非线性最优化问题。阐述了曲面轮廓度误差评定的步骤。4、利用MATLAB强大的优化工具箱,开发了误差评定软件,对形状误差评定方法进行了实验验证,实验结果表明,该方法计算简单,收敛速度快、并满足最小区域条件,可获得较好的误差评定结果。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 课题来源及研究目的
  • 1.3 形状误差评定方法的国内外研究现状
  • 1.4 三坐标测量机测量原理及其发展概况
  • 1.4.1 三坐标测量机的测量原理
  • 1.4.2 三坐标测量机的发展概况
  • 1.5 本文的主要研究内容与基本结构
  • 1.5.1 主要研究内容
  • 1.5.2 论文基本结构
  • 第二章 形状误差评定的相关理论
  • 2.1 引言
  • 2.2 基本概念
  • 2.2.1 要素定义
  • 2.2.2 公差原则
  • 2.2.3 基准定义及体现方法
  • 2.3 形状误差评定基本原则及评定方法
  • 2.4 形状误差检测原则
  • 2.5 形状误差评定的数学模型
  • 2.6 算法选择
  • 2.7 本章小结
  • 第三章 基于MATLAB的简单轮廓形状误差评定
  • 3.1 引言
  • 3.2 直线度误差评定
  • 3.2.1 直线度误差定义
  • 3.2.2 基于MATLAB的直线度误差评定
  • 3.3 平面度误差评定
  • 3.3.1 平面度误差定义
  • 3.3.2 基于MATLAB的平面度误差评定
  • 3.4 圆度误差评定
  • 3.4.1 圆度误差定义
  • 3.4.2 基于MATLAB的圆度误差评定
  • 3.5 圆柱度误差评定
  • 3.5.1 圆柱度误差定义
  • 3.5.2 基于MATLAB的圆柱度误差评定
  • 3.6 球度误差评定
  • 3.6.1 球度误差定义
  • 3.6.2 基于MATLAB的球度误差评定
  • 3.7 圆锥度误差评定
  • 3.7.1 圆锥度误差定义
  • 3.7.2 基于MATLAB的圆锥度误差评定
  • 3.8 本章小结
  • 第四章 基于MATLAB的复杂线轮廓度误差评定
  • 4.1 引言
  • 4.2 轮廓基本概念
  • 4.3 理论轮廓曲线的数学模型
  • 4.4 线轮廓度误差定义及评定方法
  • 4.4.1 线轮廓度误差定义
  • 4.4.2 线轮廓度误差评定方法
  • 4.5 测点到理论曲线的最小距离
  • 4.6 测点与理论曲线轮廓位置的匹配
  • 4.7 基于MATLAB复杂曲线轮廓度误差评定实现
  • 4.8 本章小结
  • 第五章 基于MATLAB的复杂曲面轮廓度误差评定
  • 5.1 引言
  • 5.2 理论轮廓曲面的数学模型
  • 5.3 面轮廓度误差定义及评定方法
  • 5.3.1 面轮廓度误差定义
  • 5.3.2 面轮廓度误差评定方法
  • 5.4 测点到理论曲面的最小距离
  • 5.5 测点与理论曲面轮廓位置的匹配
  • 5.6 基于MATLAB复杂曲面轮廓度误差评定实现
  • 5.7 本章小结
  • 第六章 形状误差评定实测实验
  • 6.1 实验目的
  • 6.2 实验设备
  • 6.3 实验内容
  • 6.4 简单轮廓形状误差评定实验
  • 6.4.1 直线度误差评定实验
  • 6.4.2 平面度误差评定实验
  • 6.4.3 圆度误差评定实验
  • 6.4.4 圆柱度误差评定实验
  • 6.4.5 球度误差评定实验
  • 6.4.6 圆锥度误差评定实验
  • 6.5 复杂轮廓形状误差评定实验
  • 6.5.1 复杂曲线轮廓度误差评定实验
  • 6.5.2 复杂曲面轮廓度误差评定实验
  • 6.6 实验结论
  • 6.7 本章小结
  • 第七章 总结与展望
  • 7.1 全文总结
  • 7.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间的研究成果
  • 相关论文文献

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