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《大尺寸圓柱體幾何參數(shù)測量系統(tǒng)研制》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、大尺寸圓柱體幾何參數(shù)測量系統(tǒng)研制任福明1章茂云’安立輝。梁巨峰’郝文龍2李明宇3(1.運(yùn)載火箭技術(shù)研究院,北京100076;2.首都航天機(jī)械公司,北京1000763.哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院,哈爾濱I50001)摘要:在分析圓度誤差和同軸度誤差原理的基礎(chǔ)上,研制出一種數(shù)字化測量裝置,利用相對(duì)測量提取出待測特征點(diǎn)的信息,并用最小二乘法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,得出工件的圓度和同軸度誤差。與傳統(tǒng)的手工測量相比,本系統(tǒng)精度高、方便快捷、應(yīng)用性強(qiáng)。關(guān)鍵詞:圓度誤差;同軸度誤差;最小二乘法DevelopmentofGeometricParameterMetricalSystemforLarg
2、eSizeDimensionCylinderPenFumin91ZhangMaoyunlAnLihuilLiangJufcn91HaoWenlon92LiMmgyu3(1.ChmaAcademyofLaunchVehicleTechnology,Beijing100076;2.CapitalAerospaceMachineryCompangBeijing100076;3.SchoolofElectricalEngineeringandAutomatic,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001)Abstract:BasedOiltheana
3、lysisofroundnesserrorandcoaxialityerroLadigitalmesBurelnenteqmpmentisachieved,whichgetsvaluebyrelativemeasurementanddataprocessingaswellasleastsquaremethod.Comp口edtotraditionalmanualmeasurglueut,thissystemshowshighaccumcy'convenienceandforcefulappficafion.Keywords:roundnessaTOr;coaxialityerro
4、r:leastsquareme山od1引言在航天工程中圓度和同軸度誤差不僅是衡量飛行器裝配質(zhì)量高低的重要參數(shù),也是研究飛行器軌道和姿態(tài)控制的重要因素。工業(yè)上對(duì)圓度和同軸度誤差檢測的方法經(jīng)歷了接觸式測量和非接觸式測量;離線測量和在線測量;被動(dòng)測量和主動(dòng)測量等。具體方法有:基于半徑變化量的圓度儀、分度頭法,與激光技術(shù)相結(jié)合的激光衍射法、激光三角法,基于坐標(biāo)測量的三坐標(biāo)測量機(jī)以及基于圖像處理的測量方法等。目前利用百分表對(duì)大尺寸殼體的同軸度及圓度誤差進(jìn)行測量,采用人眼讀數(shù)、手工計(jì)算和人工錄入數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算,得到測試結(jié)果。這種數(shù)據(jù)處理方法存在著工作效率低、易出錯(cuò)、檢測結(jié)果不易處
5、理和保存等問題。本文利用最小二乘法原理計(jì)算圓度誤差,采用數(shù)字化儀表進(jìn)行測量并開發(fā)了相應(yīng)的澍量軟件,實(shí)現(xiàn)對(duì)測試數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理和運(yùn)算,快捷方便地輸出測試結(jié)果和報(bào)表,并可保存和回放數(shù)據(jù),可以極大地提高工作效率和測試準(zhǔn)確性,對(duì)于提高航天產(chǎn)品的發(fā)射安全性和運(yùn)行可靠性具有重要的意義。作者簡介:任福碉(1954一).酬高曩工程師,糟密機(jī)槭專業(yè):研究方向:工藝管理、精密儀量與一量.收薯日期:2011-07-26格息化技求航天制造技術(shù)2最,b--乘圓法測量原理最小二乘圓是一個(gè)理想的圓,在滿足偏心圓小于被測工件半徑的條件下,使得從實(shí)際被測輪廓上各點(diǎn)到該圓心距離的平方和最小。最4"--乘圓可方便地用數(shù)
6、學(xué)方法求得,因此有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。利用最小二乘圓進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的原理如下:圖l為被測零件的輪廓。D’為測量中心,B為第f個(gè)采樣點(diǎn),D為最d"--乘圓圓心,坐標(biāo)為(口,6),R為最小二乘圓半徑,n為只點(diǎn)的測量半徑,P=00’為偏心距,緲為偏心距起始角,毋為0’P;與D’X軸的夾角。yJIJ形一J弋———~/\/弋/圖1最小二乘圓計(jì)算幾何示意圖由AO’Opf可得:rl-ecos(醉一咖+扣磊F夏麗(1)式中:滿足P≤R,且lsin(e,一v)l-7、:R=(1/刀)∑‘6=(2/刀)∑r,sinO,●f=lecos(0i一矽)=acosOi+bsinOf將(9)式代入(2)式可得:(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)島=‘-R--aCOS01-bsinOI(10)通常,在測量的過程中,對(duì)n的測量多采用相對(duì)測量,故在上式的基礎(chǔ)上通過進(jìn)一步推導(dǎo)可得到下述(11)~(14)更為常用的公式。q=馳一AR—acos口t—bsinOj(11)AR=(1/n)y'觚i=i(12)口=(2/刀)∑COS口l(13)1=16=(2/力)