新型曲面测量仪的设计及研制

论文摘要

本论文是我的导师宋玉泉教授关于超塑性、塑性精密成形设备与仪器、仪表研究的一个组成部分。其原理是依据宋老师的实用新型专利的思想,并在实际的工程应用中,提出球形测头变宽度弦高测量法原理,可以实现对宽度的任意调整,并且成功地解决了测脚磨损带来的测量误差。本文就是依据这一原理,设计了一套曲面测量仪,与国内外现有的普遍用于曲面测量的三坐标测量机相比,它成本低、结构简单、操作方便、对环境没有特殊要求,既可固定安装测量大型曲面又可携带至加工现场对中小型零部件的凸、凹曲面进行测量。曲率数值用液晶显示器实时显示,显示方式采用科学技术法和普通显示自适应转换,给用户以最大的读取方便。曲面测量仪还提供大的存储空间,以便保存大量的数据。当测量完毕后,与计算机用USB数据线连接,无需重新启动计算机,即可把数据快速传输到计算机进行保存并进行后续处理。在设计和工艺等方面提出了提高精度的措施,并展望了非球曲面测量仪的应用前景。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 曲面测量方法发展的现状
• 1.1.1 接触式测量
• 1.1.2 非接触式测量
• 1.2 便携式凸凹曲面测量仪的简介
• 1.3 计算机外部总线发展现状及USB 总线技术
• 1.3.1 当前计算机外部总线的发展
• 1.3.2 引导主流的USB 技术
• 1.4 本论文的研究思路和主要内容
• 第二章 曲面测量仪的结构
• 2.1 曲面测量仪的基本原理
• 2.1.1 定宽度弦高法
• 2.1.2 变宽度弦高法
• 2.1.3 球形测头变宽度弦高法
• 2.2 机械结构的设计
• 2.2.1 定宽度弦高法的结构设计
• 2.2.2 变宽度弦高法的结构设计
• 2.2.3 球形测头变宽度弦高法的结构设计
• 2.3 测量器的选用
• 2.3.1 电阻式位移传感器
• 2.3.2 电感位移传感器
• 2.3.3 容栅位移传感器
• 2.3.4 光栅位移传感器
• 第三章 电路设计
• 3.1 整体电路设计
• 3.2 C8051F020 单片机
• 3.2.1 C8051F 单片机介绍
• 3.2.2 C8051F020 单片机的主要特点
• 3.3 液晶显示电路
• 3.3.1 液晶显示模块指令
• 3.3.2 液晶与单片机的连接
• 3.4 USB 接口控制器
• 3.4.1 PDIUSBD12 芯片特点
• 3.4.2 PDIUSBD12 内部结构
• 3.4.3 端点描述
• 3.5 辅助电路
• 第四章 程序设计
• 4.1 固件设计
• 4.1.1 浮点型数据格式
• 4.1.2 程序结构
• 4.1.3 PDIU5812 固件设计
• 4.2 曲面测量仪驱动和应用程序
• 4.2.1 WDM 简介
• 4.2.2 USB 设备驱动
• 4.3 应用程序
• 第五章 结论
• 5.1 论文总结
• 5.2 曲面测量仪发展的前景
• 参考文献
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 导师及作者简介