基于MATLAB对钢管的圆度和直线度误差拟合

直线度和圆度是钢管精度的重要指标之一,钢管的直线度和圆度误差会直接反映在产品之上,影响产品精度。因此直线度误差分析及算法研究非常重要。利用MATLAB对采集的离散数据进行可视化分析,既保证了运算的正确性,又提供了非常直观的钢管形貌观察图形。

大型龙门机床的直线度误差建模及误差补偿

为减小大型龙门数控机床空间直线度误差,提高国产数控机床加工精度,提出基于B样条曲线的空间直线度误差模型及其补偿方法。使用激光干涉仪分别检测三轴龙门数控机床6个方向的直线度误差,应用B样条方法建立空间直线度误差数学模型.利用数控系统外部机械原点偏移功能,应用自主研发的误差实时补偿系统并依据基于B样条曲线的空间直线度误差数学模型,实现对大型龙门数控机床的空间直线度误差补偿.采用两轴联动补偿切削导轨面的方法进行试验,并与多项式模型和斜线插补模型进行对比,结果表明:B样条模型补偿后的导轨直线度最优,检测的导轨各方向直线度误差均减小90%以上,显著提高了大型龙门数控机床加工精度.

基于XL-80激光干涉仪的直线度误差测量研究

为了提高数控机床的位置精度,通常会检测数控机床导轨的直线度误差。但在检测数控机床导轨的直线度误差时,时常会限制测量范围和精度误差。通过Reinshaw XL-80激光干涉仪可以实现对数控机床导轨的水平和垂直2个方位上的直线度测量。以THWLBTF-3型加工中心为试验平台,采用了Reinshaw XL-80激光干涉仪,通过非接触和在线测量加工中心X轴的直线度误差;通过软件测得试验数据,绘制出最小二乘法曲线图和端点拟合法曲线图,结果表明:加工中心直线度误差的大小是影响数控机床加工精度的重要因素之一。

使用短基准的超精密长导轨直线度误差测量方法

在超精密加工与检测技术中,高精度长导轨直线度误差的测量与补偿技术一直是一个研究重点。在系统研究现有各种导轨直线度误差测量方法的基础上,提出一种使用短基准的导轨直线度误差测量方法,将长导轨直线度误差的测量问题分解为具有一定重叠区域的数段较短导轨直线度误差的测量问题。直接利用超精密直线度物理基准测量各段导轨直线度误差,通过将各段导轨直线度误差拼接起来,重构出长导轨的直线度误差。利用空间坐标变换关系建立基于最小二乘法的直线度误差测量算法,以及相对机械运动误差对测量结果影响的数学模型,分析研究重叠区域二次采样点的匹配误差,以及测量误差、采样频率等因素对重叠区域长度选择的影响规律。对长550 mm的气浮导轨进行实际测量试验,仿真与测量试验表明上述方法简单实用,可操作性强。

按最小条件评定空间直线度误差的理论研究

本文首先按最小条件建立了评定空间直线度误差的非线性数学模型。通过误差分析，从理论上证明了该数学模型不能进行线性化处理，并提出了最小条件判别准则。文中给出了计算机评定空间直线度误差的实例。最后用几何方法验证了其判别的正确性。

基于遗传算法的直线度误差的测量

提出了一种基于遗传算法的计算直线度误差的新方法。该方法满足最小条件原理并采用与最小包容区域法等效的理想包容参考直线计算直线度误差,其计算结果的精确度非常高,理论上可以获得全局最优解。这种算法简单明确,具有精度高、收敛速度快、易于计算机程序实现和推广应用等特点。

评定空间直线度误差的3DLSA算法研究

为了有效地评定空间直线度误差,并得出正确度较高的误差值,运用几何学、误差理论和最优化原理,参照相关国家标准,提出了评定空间直线度误差的三维最小二乘算法(3DLSA),推导了3DLSA算法的数学模型,实现了空间直线的三维拟合。按该算法编制程序进行了数字实验。实验结果表明,3DLSA算法是一种有效的算法,在空间直线度误差评定中,比两端点连线算法、LSM算法及其他多种算法具有更好的鲁棒性和更高的正确度。

基于三维最小二乘方法的空间直线度误差评定

空间直线度误差是评定机械产品精度的一项重要指标,实际工程中对空间直线度误差评定算法的精度要求越来越高.为了准确评定空间直线度误差,参照国家标准(GB/T 11336—2004),采用三维最小二乘方法建立了空间直线拟合的数学模型,并给出了该数学模型的精确解.基于最小二乘拟合中线,采用空间投影、坐标变换和格点法求得最小二乘中线包容圆柱面直径.采用数值算例验证了新方法的有效性.提出的空间直线度误差评定方法精度高、鲁棒性好且易于编程实现.

评定直线度误差的最小二乘法与最小包容区域法精度之比较

介绍了直线度误差评定的最小二乘法和最小包容区域法的算法模型与实现方法。在三坐标测量机上对八种不同被测直线进行了采样点坐标数据提取,分别用最小二乘法和最小包容区域法的基于搜索逼近-逐次旋转逼近法进行了给定平面内直线度误差的评定。结果表明:最小二乘法的评定结果与最小包容区域法的基于搜索逼近-逐次旋转逼近法的评定结果完全一致,即直线度误差的最小二乘法评定结果符合最小条件。

LSM算法评定空间直线度误差的分析与改进

为了有效地提高评定空间直线度误差的精度,运用几何学、误差理论和最优化原理,深入分析了LSM算法在空间直线度误差评定中所存在的原理缺陷;并改进了LSM算法,提出了改进LSM算法的数学模型.对改进LSM算法编制程序进行了数字实验,结果表明:改进LSM算法克服了LSM算法的原理缺陷,具有较高的精度.

基于机器视觉零件轴线直线度误差测量的研究

轴类零件的直线度误差是判断其是否合格的一个重要标准。针对接触测量轴零件直线度误差效率低、精度不高等问题,设计一个针对小型轴类零件直线度误差测量的平台;采用一种基于自适应阈值的八邻域空心梯度加权的清晰度评价函数用于相机自动对焦,经图像预处理、形态学操作、亚像素级边缘坐标提取后,通过径向局部区域搜索的方法得到零件中心轴线;提出基于最小区域的大变异双切点交叉遗传算法来评定零件中心轴线的直线度误差;采用图像用户界面集成评定算法。结果表明文中方法评定误差优于最小二乘法、分割逼近法和最小区域法,与文献中算法的评定结果基本一致。最后与三坐标测量仪测量结果进行对比,其中94%以上的测量结果相差10μm以内,因而本检测系统能够用于小型轴类零件轴线的直线度误差的测量中。

任意方向上直线度误差的评定新方法

针对任意方向上直线度误差评定存在的非线性方程组求解困难、评定结果不精确、数据处理不能实现自动化等问题,提出将任意方向上直线度误差的评定问题,转化为给定平面内直线度误差与圆度误差的评定问题,推导数据处理方法与误差评定方法,并通过测量验证所提出方法的可行性。结果表明,所提出的方法不仅简单、易于计算机自动数据处理,而且评定精度比一般的方法提高约5%。

轴线直线度误差的理论研究

根据轴线直线度误差的定义 ,建立了在直角坐标采样时该项误差的最小二乘评定法数学模型 ,该模型的采样数据不需要等角度间隔采样 ;并用计算机进行仿真分析·结果表明 ,所建立的数学模型编程简单 ,计算出的轴线直线度误差值与真实情况的误差小于 10 -6μm·因此由本模型引入的误差可忽略不计·所建立的数学模型为研制形位误差虚拟测量系统提供了理论基础·

空间直线度误差评定的新算法

针对在坐标测量机CMM上测得的空间直线度误差测点集(测点序列),为提高空间直线度误差的评定精度,运用误差理论和最小二乘原理,提出了基于测点集中心的最小二乘算法(LSABC算法),推导出了LSABC算法的数学模型。并根据其基于测点集中心的特点,在按LSABC算法对全部测点进行高低排序后,以其中两最高点的中点为基点,设计出了LSABC改进算法。最后,利用UG/GRIP语言对以上新算法编制了计算机程序,以进行数字实验验证。数字实验结果表明:新算法比传统的最小二乘算法和其他多种算法具有更高的正确度。

空间直线度误差评定的LSABC算法研究

空间直线度误差是最复杂的形位误差之一,其评定算法一直处于探索之中.针对在坐标测量机CMM上测得的空间直线度误差测点集,为提高形位误差的评定精度,提出了基于测点集中心的最小二乘算法(LSABC算法),根据误差理论和最小二乘原理,开发了LSABC算法的数学模型.并利用UG/GRIP语言对该算法编制了计算机程序,进行了数字实验验证.数字实验结果表明,该算法比传统的最小二乘算法(LSM)和其他多种算法具有更高的正确度.

平面内直线度误差最小区域法的完备性研究

针对国家标准GB/T 11336-2004中用于平面内直线度误差最小包容区域评定的极点计算法对有些数据的处理结果不符合最小包容区域的高-低-高或低-高-低原则,即存在不完备性,因此提出定向极点搜索与迭代的评定方法。理论分析和平面内直线度误差数据的处理实例证明本方法完全符合平面内直线度误差评定的最小包容区域的高-低-高或低-高-低原则。数据处理的结果还进一步显示新方法完备性好,评定结果精准、可靠,计算过程绝对收敛、速度也更快,可以克服国家标准GB/T11336-2004中平面内直线度误差评估的极点计算法存在的缺陷。

轴线直线度误差虚拟测量仪的研制

利用美国NI公司的LabWindows/CVI为软件开发平台,结合实验室现有的测量条件和基于PC的数据采集卡,开发研制了轴线直线度误差虚拟测量仪.该仪器将形位误差测量技术与虚拟仪器技术相结合,用轴线直线度误差的最小二乘评定法、最小区域评定法,解决了轴线直线度误差的测量问题.并且将误差图形在屏幕上形象、直观地显示出来,有利于分析误差产生的原因,以便控制制造误差.该仪器测量精度高,工作稳定,制造成本低,并具有良好的功能扩展能力,既可用于实验教学,又可用于生产实际.

直线度误差的数据处理及程序设计

随着加工精度的发展,直线度测量显得非常重要。首先分别介绍了直线度误差的三种数据处理方法,两端点连线法、最小二乘法和最小区域法。每种方法都给出了实例,经过总结分析提出一种适合计算机化的新方法,该方法将三种方法程序化,使用该方法不仅可以进行计算还可以将图形打印出来,使工作中的数据处理更加快速、准确,提高了工作效率。

基于遗传算法的空间直线度误差的求解

提出了一种计算满足最小区域法的空间直线度误差的新方法——遗传算法，并采用实数值编码，其计算精确度非常高，理论上可以无限逼近真实值．仿真结果表明，该算法可有效地实现全局寻优，且算法简单，收敛速度快，在计算机上容易实现，可用于三坐标测量机等测量系统的空间直线度误差测量的数据处理．

平面内直线度误差的一种精确评定新方法

针对给定平面内直线度误差优化评定存在的逼近算法复杂、迭代评定结果不够准确、不能与多种直线度误差测量仪器配合使用等问题，提出一种新的符合最小包容区域原理的快速精确算法——凸多边形截距法。该方法依据计算几何中的凸壳理论，将不同类型测量仪器的测量数据转换为坐标值，以首尾连线将测点分区，依据斜率大小构造凸多边形，以截距最大值对应的点与直线得出符合相问准则的3个特征点，通过剪移转换求出直线度误差。实验结果表明，所提出的算法简单、精确、易于计算机自动数据处理，具有评定精度高、运算速度快的特点。