大型结构件检测的关键技术与实验研究

论文摘要

本文在国家“863”计划支持下,基于FARO激光跟踪仪测量系统,研究了大尺度工件测量中曲面造型、测量规划、数据处理以及误差评定等关键技术,为保证大型工装夹具的产品质量奠定了理论基础,论文取得主要研究成果如下:采用计算几何理论,推导了型值点自动选择算法;基于五次B样条插值型值点构造曲面轮廓线,并通过VB编程快速构建曲面模型,为曲面检测提供测量模型。基于坐标变换原理推导了测量数据与理论模型的配准算法,为测量数据处理奠定了基础。采用间接平差理论推导了平面拟合参数算法,进而构建了判定工件平面形位误差模型;通过求解测量点组到理想曲面的距离偏差和判定其矢量方向确定了曲面轮廓度误差评价方法。以大型工装夹具为对象进行了现场检测,根据检测要求构建检测模型、检测流程规划,在此基础上进行样件测量工作,最后通过数据处理评价大型结构件加工装配误差,并分析了影响测量精度的主要因素以及测量的不确定度。上述研究成果运用到大型工装夹具加工、组装和检测中,保证了产品的质量,为后续的误差溯源、产品终检、加工和装配工艺的改进提供了依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 大尺度三维测量方法的现状
• 1.2.2 曲面测量技术的研究现状
• 1.2.3 数据处理与误差评价方法发展现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 曲面造型基础
• 2.1 引言
• 2.2 常用的样条曲线模型
• 2.3 型值点选择
• 2.4 曲线插值
• 2.5 曲面造型
• 2.6 小结
• 第三章 测量数据处理与评价
• 3.1 引言
• 3.2 数据配准
• 3.2.1 几何变换
• 3.2.2 最佳变换
• 3.2.3 工程应用
• 3.3 平面误差评定
• 3.4 曲面轮廓度评定
• 3.4.1 评定流程
• 3.4.2 点到曲面的距离
• 3.4.3 误差的性质
• 3.5 小结
• 第四章 大尺度结构件测量实验
• 4.1 引言
• 4.2 测量系统构成
• 4.3 大型结构件测量规划
• 4.3.1 测量模型
• 4.3.2 测量流程
• 4.4 测量数据处理
• 4.4.1 点位误差
• 4.4.2 平面形位误差
• 4.4.3 曲面轮廓度
• 4.5 误差分析
• 4.5.1 测量系统误差
• 4.5.2 测量不确定度
• 4.6 小结
• 第五章 结论
• 5.1 结论
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢