基于坐标法测量圆度误差数据处理的MATLAB实现

分析了坐标法测量圆度误差影响测量精确度的因素,实现了圆度误差在最小二乘圆评定下的MATLAB程序数据处理,为现场测量圆度误差提供了一种简便高效的测量新方法。     

基于AutoCAD VBA的直线度和圆度误差评定软件的设计

直线度和圆度是形状精度的重要指标,为提高直线度和圆度误差的评定效率,实现误差评定的可视化,根据国家相关标准中规定的评定方法,使用AutoCAD VBA软件开发了一套直线度和圆度误差可视化评定软件.实验结果表明,所开发的软件不仅界面友好、使用方便,而且功能丰富,可实现直线度和圆度误差评定、误差可视化图形显示、测量数据输入输出和显示等功能.     

一种基于数字图像的圆度测量方法

本文主要研究基于数字图像处理技术进行非接触测量轴类零件圆度的方法,首先对CCD摄像机采集到的图像进行处理,然后对处理后的图像进行边缘检测,最后运用极点拟合法进行圆度误差的评定。该方法具有很好的实时性,可以实现在线式非接触测量。通过实验证明,使用极点拟合法评定圆度误差,不仅可以提高测量精度,并且避免了圆度误差评价的非线性求解问题,运算简单,速度快,可应用于实际圆度测量数据的处理。     

圆度误差的神经网络评定及测量不确定度研究

为了更为准确的而又简便的评定圆度误差及其不确定度,根据最小二乘法建立圆度误差模型,基于BP神经网络算法优化目标函数的参数,阐述了BP神经网络优化算法的原理和实现方法。通过求解实例表明该方法对于圆度误差评定的非线性优化问题能得到最优解。采用传统的测量不确定度表示指南方法和蒙特卡洛方法计算得到圆度误差的不确定度,通过实例验证蒙特卡洛法的可靠性和准确性。该方法不需要求出数学模型中的传递系数,利用MATLAB操作简单,为圆度误差测量结果不确定度评定提供了更加简便的方法。     

智能圆度测量装置的推理机制的研制

为了在圆度测量中克服人工数据处理存在着效率低和准确性差的缺陷,需研制智能圆度测量装置,实现圆度误差的自动检测及评定。本文针对圆度误差的评定属求解非平凡问题的特点,提出采取推理和搜索的方法建立智能评定模块,并将它建成由规则集、综合数据库和控制系统构成的产生式系统。文中还根据评定圆度误差的最小包容区域法的原理,在对智能评定模块推理机制的研制中采用了穷举搜索的方法和深度优先的搜索策略,设计了数据处理中的算法——围点甄别法。文章最后以系统测试实例说明了该圆度测量装置具有真实数据自动采集和模拟数据人工输入之功能,能高效且准确地根据所获数据显示出圆度误差评定的最小包容区及其检测结果。     

工件圆度误差测量不确定度评定

为了实现工件圆度误差的不确定度评定,对基于三坐标测量机的工件圆度轮廓数据的采样策略、圆度评定方法及不确定度评定方法进行研究。首先,根据工件圆度轮廓特征进行实验测量,获取不同工件的多个样本。接着,基于最小二乘法和微分进化优化算法对样本的圆度误差进行了误差评定。然后,在分析比较误差大小的基础上,说明了采用的采样策略和微分进化评定算法。最后,基于圆度误差评定结果运用了测量不确定度表示指南(GUM)和蒙特卡洛方法(MCM)进行不确定度评定。实验结果表明:微分进化算法与最小二乘法相比均值差最大达到1.1μm, MCM方法比GUM方法得到的标准不确定度均值小0.02μm。合理的采样点数、微分进化算法及MCM不确定度评定方法可以得到更稳定可靠、精度高的评定结果。     

基于LabVEWI的圆度误差在线检测系统

针对回转体零件圆度误差的检测和分析,设计了一套与磨削加工同步进行的圆度误差在线检测分析系统。确定系统的总体方案,设计专用测头机构,阐述测量原理。利用Lab VIEW软件平台,对采集到的数据进行滤波处理。采用最小二乘法进行圆度误差评定,实现了圆度误差在线测量。     

基于经验模态分解方法的圆度误差评定方法研究

针对圆度误差测量过程中因干扰信号影响估计精度的问题,提出基于经验模态分解的圆度误差评定方法。圆度误差测量数据包含多种信号成分,其中圆度误差信息只包含于表面形状误差信号,表面粗糙度误差信号、表面波纹度信号及噪声信号为干扰成分。利用具有数据自适应性的经验模态分解对圆度测量信号进行分解,实现各类信号成分分离;采用信号波数作为各信号成分的分离指标,实现形状误差信号提取,并利用其估计结构圆度误差。通过数值仿真和实例分析验证方法的有效性。     

基于VC的4种圆度误差评定方法的比较

介绍了评定圆度误差的4种方法,提出了一种最小区域法的改进算法.在此基础上,分别设计了易于计算机处理的算法,并进行比较,分析结果表明,改进最小区域法的评定效果最好.此外,利用VC＋＋设计的误差评定系统,能够将光幕传感器测量的数据快速导入并求取误差值,实现了圆度误差测量和评定的一体化,利于生产现场的推广应用.     

曲轴连杆颈圆度误差的测量与评定方法研究

曲轴轴颈圆度是评价曲轴合格性和加工精度的一项重要指标。针对曲轴综合测量过程中连杆轴颈沿主轴颈公转运动,导致连杆轴颈的检测数据无法直接用于圆度误差评定的问题,建立基于运动坐标系的圆度误差检测模型,实现了连杆轴颈检测数据转换处理。同时,深入分析用于圆度误差评定的3种最小二乘法的适用条件,结合采样数据的特点实现了连杆轴颈圆度误差的高精度检测。以某型号发动机曲轴为例进行大样本误差检测试验,并与最小区域评定结果进行对比,偏差在1μm以内。数据分析表明了所提出的曲轴连杆轴颈圆度误差检测方法理论上的正确性及工程实践的可行性。     

基于光电技术的圆度测量

圆度误差的测量是长度计量中一个重要项目,它的测量常转化成对位移的测量。本文采用光电技术对其进行测量,提出了一种基于理想光组轴向放大率理论来实现微位移的放大,并通过采用位置敏感探测器(PSD)将光斑像点的位移转化为电信号的输出,从而实现位移与电信号的转化;在测量圆度的同时,采用圆光栅来测量工件转角,实现整周的圆轮廓实时记录;对于圆度误差的评定采用最小二乘法。     

基于误差转换及图像域的圆度评定方法

针对工程应用中圆度误差评定方法存在理论深奥、计算复杂、检测效率低且不适用于大容量采样点的问题,提出了一种基于误差转换及图像域的圆度误差评定方法。该方法首先将图像域测量得到的原始圆度误差进行转换,使其满足误差评定的要求;然后以最小二乘圆为起始圆,寻求半径或半径差的“极大中的极小”,通过对最小二乘圆进行小尺度平移,并用遗传算法得到该平移规划坐标,从而获得平移后的理想圆并求得圆度误差值;最后对某型号零件进行试验,试验结果与用三坐标测量得到的结果相吻合,表明该方法可以有效、正确地进行圆度误差的评定。     

基于蒙特卡罗方法的圆度测量不确定度评定

利用蒙特卡罗方法对圆度测量的不确定度进行评定。首先,根据最小二乘法得到圆度的误差模型;然后采用蒙特卡罗仿真方法对测量值进行模拟仿真,从而得到圆度误差的不确定度;最后将评定结果与传统评定方法的结果进行比较。结果表明该方法是可行的,且计算更为简便。     

基于LabVIEW的形状误差虚拟测量软件平台的开发

论述了在虚拟仪器编程语言LabVIEW软件环境支持下,构建开放式形状误差虚拟测量软件平台,创建测量与误差评定功能模板,主要包括:数据采集、数字滤波器、圆度误差评定、圆柱度误差评定、虚拟仪器面板和测试报告生成等。在此测量平台上,组建了圆度仪和圆柱度仪。     

圆度误差不确定度的PDF优化估计评定

针对现有工件圆度误差的不确定度评定国标方法不能兼顾简化计算和避免分布假设的问题,对以圆度误差评定为基础的不确定度评定新方法进行研究。首先,基于最小二乘拟合圆法进行误差评定。然后,利用最大熵原理结合粒子群算法求解圆度误差概率密度函数(PDF)的优化估值。最后,利用数值积分对圆度误差不确定度进行评定,并与测量不确定度表示指南(GUM)和蒙特卡罗法(MCM)进行对比验证。结果表明,PDF估计法可实现小样本数据、无分布假设下的圆度误差不确定度评定,算法收敛性好、估值稳定。     

圆柱度误差评定线性规划模型的建立与求解

探讨了圆度误差评定的数学模型与算法,研究了圆度误差评定的目标函数及约束条件,对样点数据进行了坐标变换的处理,建立了评定圆度误差的线性规划模型并对其可靠性进行了分析,实现了二阶段单纯形法求解。     

基于正多边形搜索算法的圆度误差评定

针对求解圆度误差计算复杂的问题,采用正多边形搜索算法进行圆度误差评定,并详细论述了该圆度误差评定方法的原理和计算步骤。该方法先以被评定圆的最小二乘圆圆心为中心,设置一定边长的正多边形,再分别以各正多边形顶点为圆心,计算被评定圆各测量点的半径值。通过多次比较、判断和设置正多边形,获得符合相关标准规定的圆度误差值。仿真和实验结果表明,提出的基于正多边形搜索算法的圆度误差评定方法能实现圆度误差的精确评定。     

基于虚拟仪器的圆度误差评定实验教学平台设计

针对互换性与技术测量课程中圆度误差评定传统实验教学中学生不易理解掌握、评定误差大的问题,利用虚拟仪器平台进行实验教学设计,基于LabVIEW技术构建集数据采集、保存、评定功能于一体的圆度误差评定开放性实验教学平台系统,系统给出了圆度误差中最小二乘圆法的评定结果,可显示采样点的轮廓曲线、最小二乘圆半径、最小二乘圆圆心坐标、最小二乘圆轮廓、采样点的数值和圆度误差,实验平台具有界面友好、易扩展、测量精度高及可视化的优点,相对于传统的实验平台,基于虚拟仪器的实验平台增强了学生对评定方法原理、工作台的构建、数据采集、数据标定及误差评定整个测量评定过程的理解,使学生能更好地理解测量原理及参数的评定过程,通过实际操作与计算机虚拟平台结合的实验教学方式,以更加直观、形象的教学方式培养学生的设计能力和实践创新能力,为实验提供了新的平台,改进了教学的内容,体现了教学的开放性,提高了工程测试技能训练素质,有利于学生综合和创新设计能力的培养。     

改进教与学算法在圆度误差评定中的应用

为了提高圆度误差的评定精度和计算收敛速度,提出了一种改进教与学算法的圆度误差评定方法。首先,通过圆度误差最小区域原则的数学模型,建立算法的目标函数。其次,在标准教与学算法的基础上,设计了两阶段爬山搜索策略增强局部开发能力,进一步提高算法精度和收敛速度。最后通过三坐标测量的圆度测量数据进行求解验证,并将计算结果与常用的最小二乘法,遗传算法,粒子群算法等进行对比。实例表明,改进教与学算法在圆度误差评定上的计算精度和收敛速度都优于传统算法,体现了其优越性。     

基于几何优化的圆度误差评定算法

针对圆度误差的特点,提出一种基于几何优化的圆度误差评定算法。建立直角坐标采样、可同时实现圆度误差的最小区域法、最小外接圆法和最大内接圆法评定的评定模型。详细阐述利用几何优化算法求解圆度误差的过程和步骤,给出数学计算公式及计算机程序流程图。该算法不要求等间隔测量,不采用最优化及线性化方法,也无需满足小误差和小偏差假设,只需重复调用点与点之间的距离公式;其原理是以初始参考点为基准,布置一定边长的正六边形,依次以各顶点为理想圆心计算所有测点的半径值,通过比较、判断及重复设置六边形来获得相应评定方法(最小区域圆法、最小外接圆法和最大内接圆法)的圆度误差值。试验结果表明,该算法可以有效、正确地评定圆度误差。