精密制造中典型平面曲線(xiàn)的識(shí)別及形狀誤差評(píng)定研究.pdf

1、形狀誤差測(cè)量技術(shù)歷經(jīng)演變，一直遵循著基本的測(cè)量模式：對(duì)形狀誤差測(cè)量和評(píng)定時(shí)，要求知道被測(cè)對(duì)象的類(lèi)型及其幾何參數(shù)，而測(cè)量?jī)x器的設(shè)定也依賴(lài)被測(cè)對(duì)象及其幾何參數(shù)。 當(dāng)未知被測(cè)對(duì)象類(lèi)型及參數(shù)時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)測(cè)量與評(píng)定已成為現(xiàn)代制造領(lǐng)域中的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，這對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量模式提出了挑戰(zhàn)。在探索新的測(cè)量模式中，涉及兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：一是測(cè)量過(guò)程的控制，二是形狀的識(shí)別及形狀誤差的評(píng)定。數(shù)控技術(shù)、軟件工程、精密機(jī)械、傳感器等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展為解決第一個(gè)問(wèn)題提供

2、了技術(shù)基礎(chǔ)，反求工程中所采用的測(cè)量技術(shù)就是一個(gè)實(shí)例。而解決第二個(gè)問(wèn)題就成了新測(cè)量模式的關(guān)鍵。本文以精密制造中典型的平面曲線(xiàn)為研究對(duì)象，針對(duì)第二個(gè)問(wèn)題展開(kāi)研究，研究?jī)?nèi)容如下： (1)在平面曲線(xiàn)識(shí)別方面，根據(jù)微分幾何曲線(xiàn)論，提出了具有旋轉(zhuǎn)和平移不變性的6個(gè)識(shí)別算子，并將識(shí)別算子應(yīng)用到平面曲線(xiàn)上，計(jì)算平面曲線(xiàn)的內(nèi)在不變量。在參數(shù)未知條件下提取平面曲線(xiàn)的識(shí)別算子值，并與平面曲線(xiàn)的內(nèi)在不變量比對(duì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)平面曲線(xiàn)的識(shí)別。 (2)在誤

3、差評(píng)定方面，本文對(duì)圓度誤差評(píng)定進(jìn)行深入的研究。研究了圓度誤差評(píng)定中最小區(qū)域圓法、最小外接圓法和最大內(nèi)接圓法的判別準(zhǔn)則，提出了具有最小誤差的外接圓和內(nèi)接圓的鈍角三角形準(zhǔn)則，使圓度誤差的判別準(zhǔn)則得到完善。根據(jù)圓度誤差評(píng)定的判別準(zhǔn)則，給出具有最小誤差的外接圓和內(nèi)接圓的定義，并提出了解決具有最小誤差的外接圓和內(nèi)接圓滿(mǎn)足鈍角三角形準(zhǔn)則時(shí)的誤差評(píng)定方法。 最小區(qū)域圓的評(píng)定僅與4個(gè)特征點(diǎn)有關(guān)，而最小外接圓和最大內(nèi)接圓的評(píng)定也僅與3個(gè)或2個(gè)特征

4、點(diǎn)有關(guān)。本文研究了最小區(qū)域圓與最小外接圓、最大內(nèi)接圓特征點(diǎn)的相互關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了最小區(qū)域圓與最小外接圓、最大內(nèi)接圓的相互轉(zhuǎn)化，可有效解決最小區(qū)域圓的誤差評(píng)定。 本文提出了三種圓度誤差評(píng)定的方法：根據(jù)最小區(qū)域圓、最小外接圓、最大內(nèi)接圓在極坐標(biāo)系下的判別準(zhǔn)則，利用計(jì)算幾何中的凸殼理論，提出了一種統(tǒng)一的評(píng)定方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)最小區(qū)域圓、最小外接圓、最大內(nèi)接圓的誤差評(píng)定；基于接觸斑點(diǎn)的檢驗(yàn)原理，利用旋轉(zhuǎn)法，實(shí)現(xiàn)了最小區(qū)域圓、最小外接圓和最大內(nèi)接