基于坐标测量数据的位置误差评定软件包的开发
|
摘要
形位误差对机械零件质量有重要的影响。随着技术的进步,工业生产水品的提高,微型计算机技术的日益发展和计算机的普及应用,特别是坐标测量机日益广泛应用于生产、科研等各个领域,使基于坐标测量数据的位置误差评定方法的研究具有十分重要的意义。本文根据国标中位置误差的定义和评定标准,建立了位置误差评定的数学模型,设计了相关的计算机算法,并设计了评定软件。具体内容如下:
根据国标中位置误差的定义和相关规定建立了各种要素每种形式的数学模型,包括:平行度误差(平面对基准平面平行度误差,平面对基准直线平行度误差,直线对基准平面平行度误差和直线对基准直线平行度误差),垂直度误差(平面对基准平面垂直度误差,平面对基准直线垂直度误差,直线对基准平面垂直度误差和直线对基准直线垂直度误差),跳动误差(径向圆跳动误差,径向全跳动误差,端面圆跳动误差和端面全跳动误差),同轴度误差和倾斜度(平面对基准平面的倾斜度误差,平面对基准直线的倾斜度误差,直线对基准平面倾斜度误差和直线对基准直线倾斜度误差)。
在数学模型的基础上,设计出了各种元素误差评定的计算机算法,包括:平行度四种形式误差评定的算法、垂直度四种形式误差评定的算法、跳动的四种形式误差评定的算法和同轴度误差的评定算法。
用VC++开发了位置误差的评定软件,软件采用功能模块结构,每种元素均设计为一个独立的模块,开发出了界面友好,使用方便,便于理解的测量软件,为使评定结果更加直观。
通过大量实例对本文提出的算法和设计的软件进行了验证,验证结果证明了算法的科学性、准确性和软件的正确性和实用性。
The geometric error is an important evaluating indicator for piece part. With the development of modern industry, modern coordinate measuring techniques becomes a new technology of measurement. The research based on the methods of evaluation of the position errors is very important. According to the definition and evaluating standards of position error in GB, mathematical models of the position error evaluating method is established, arithmetic of computer and a evaluation software is designed in this paper. The details as follow:
Based on rules about position error in GB, mathematical models of position error are established including four kind of parallelism error、four kind of uprightness error、four kind of movement error、four kind of lean error and gang error.
Based on the mathematical models, the arithmetic for some kinds of elements are developed, including: four kind of parallelism error、four kind of uprightness error、four kind of movement error、gang error.
Using language of VC++, a software of position error evaluating is developed. Module structure is adopt in this software and every element has one module.
The correctness of arithmetic and useful of software was proved trough a lot of examples in this paper.
根据国标中位置误差的定义和相关规定建立了各种要素每种形式的数学模型,包括:平行度误差(平面对基准平面平行度误差,平面对基准直线平行度误差,直线对基准平面平行度误差和直线对基准直线平行度误差),垂直度误差(平面对基准平面垂直度误差,平面对基准直线垂直度误差,直线对基准平面垂直度误差和直线对基准直线垂直度误差),跳动误差(径向圆跳动误差,径向全跳动误差,端面圆跳动误差和端面全跳动误差),同轴度误差和倾斜度(平面对基准平面的倾斜度误差,平面对基准直线的倾斜度误差,直线对基准平面倾斜度误差和直线对基准直线倾斜度误差)。
在数学模型的基础上,设计出了各种元素误差评定的计算机算法,包括:平行度四种形式误差评定的算法、垂直度四种形式误差评定的算法、跳动的四种形式误差评定的算法和同轴度误差的评定算法。
用VC++开发了位置误差的评定软件,软件采用功能模块结构,每种元素均设计为一个独立的模块,开发出了界面友好,使用方便,便于理解的测量软件,为使评定结果更加直观。
通过大量实例对本文提出的算法和设计的软件进行了验证,验证结果证明了算法的科学性、准确性和软件的正确性和实用性。
The geometric error is an important evaluating indicator for piece part. With the development of modern industry, modern coordinate measuring techniques becomes a new technology of measurement. The research based on the methods of evaluation of the position errors is very important. According to the definition and evaluating standards of position error in GB, mathematical models of the position error evaluating method is established, arithmetic of computer and a evaluation software is designed in this paper. The details as follow:
Based on rules about position error in GB, mathematical models of position error are established including four kind of parallelism error、four kind of uprightness error、four kind of movement error、four kind of lean error and gang error.
Based on the mathematical models, the arithmetic for some kinds of elements are developed, including: four kind of parallelism error、four kind of uprightness error、four kind of movement error、gang error.
Using language of VC++, a software of position error evaluating is developed. Module structure is adopt in this software and every element has one module.
The correctness of arithmetic and useful of software was proved trough a lot of examples in this paper.
引文
[1]刘祚时,倪潇娟.三坐标测量机(CMM)的现状和发展趋势[J].现状·趋势·战略,2004,第480期:32.
[2]曹麟祥,汪慰军.三坐标测量机的现状、发展与未来.宇航计测技术.1996.4,第16卷,第2期:15-19
[3]安卫.三坐标测量机使用现状与发展动态.计量技术,1996.9:14-16
[4]王正强.三坐标测量机的发展现状[J].现代计量测试,1994,NO.5:3
[5]戚加良.三坐标测量机的选择.计量技术.1994,NO.9:7
[6]杨俊杰.三坐标测量机在线测量系统的研制[D].长春:创春光学精密机械学院,2000:64
[7]Mitutoyu.Mitutoyu Micrepak21 Sysem,Japan,1989:1-234
[8]Shumugam M S.Unified Approach for Evaluation of Geometric Errors From Coordinate Measurements.1 st ISMTII Proceedings,Wuhan,1989:98-105
[9]Leitz.Leitz Mescal Instruction Betriebsableitung.1981:1-489
[10]孙学.西德Leitz三坐标测量机形位误差计算软件剖析.计量技术.1992,(3):12-14
[11]刘涛.坐标测量机上形位误差评定方法的国内外研究现状[J].洛阳工学院学报.1997,17(4):34.
[12]杨永鹏.基于MATLAB优化工具箱的机械产品形状误差评定系统研究[D].四川:四川大学,2003:2
[13]Timothy Webera,Saeid Motavallib et al.A unified approach to form error evaluation,precision engineering.2002,(26):269-278
[14]G.L.Samuel,M.S.Shunmugam.Evaluation of circularity and sphericity from coordinate measurement data.Matertals processing technology,2003,139:90-95
[15]G.L.Samuel,M.S.Shunmugam.Evaluation of straightness and flatness error using computational geometric technigues.Computer-aided design,1999,31:829-843
[16]P.B.Dhanish.A simple algorithm for evaluation of minimum zone circularity error from coordinate data.Machine tools&manufacture,2002,42:1589-1594
[17]Li-Min Zhua,Han Dinga,*,You-Lun Xiongb.A steepest descent algorithm for circularity evaluation.COMPUTER-AIDED DESIGN,2003,35:255-265
[18]熊有伦.评定形状误差的理论与算法[J].华中工学院学报.1987,15(5):83-88
[19]熊有伦.最小区域的统一判别准则和计算机仲裁[J].计量学报.1987(2):126-133
[20]候伯杰,熊有伦.一种快速、准确的圆度误差评定的计算机实现方法[J].计量技术.1994(4):7-9
[21]钱名海,应用鞍点规划研究形位误差评定的理论和方法[学位论文].大连:大连理工大学,1991
[22]刘健等.形位误差包容评定的理论与实践-线性鞍点规划方法的应用[J].计量学报.1992,13(1): 24-33
[23]钱名海,吴宏基等.鞍点规划与形位误差评定理论的研究[J].大连理工大学学报.1993[1]:33-38
[24]钱名海,吴宏基,刘健.形位误差评定的统一算法研究[J].组合机床与自动化加工技术.1993(4):46-47
[25]中国机械工程学会.形状和位置公差[M].北京:中国计划出版社.2004:12.
[26]徐先懂,宋述稳.形位误差的数据处理[J].中国测试技术.2004,32(4):13
[27]刘馔尔,于春泾.机械制造检测技术手册.北京:冶金工业出版社.机械工业出版社.2000.3
[28]甘永立.形状和位置误差检测.北京:国防工业出版社.1995.2:109-220
[29]B/T1182-1996形状和位置公差通则定义符号和图样表示法[S].北京:中国标准出版社.1997.3:1-35
[30]张玉.计算机辅助精密测试[讲义).沈阳:东北大学,1993
[31]张国雄.三坐标测量机.天津:天津大学出版社.1999
[32]粱普选.Visual C++程序设计与实践.北京:清华大学出版社.2005
[33]求实科技,肖宏伟.Visual C++开发答疑.北京:人民邮电出版社.2003
[34]求实科技,Visual C++6.0程序设计与开发技术大全.北京.人民邮电出版社.2004
[35]塞奎春,张雨等.Visual C++工程应用与项目实践.北京.机械工业出版社.2005
[36]曾宪铎.形位误差测量.北京:国防工业出版社.1979
[37]刘馔尔.形位误差检测.北京:机械工业出版社.1990
[38]李世阳.形位误差检测技术.陕西:陕西科学技术出版社.1988
[39]吕凤翥.C++语言基础教程(第二版).北京:清华大学出版社.2007
[40]刘於勋,张雪萍.C++程序设计.北京:科学出版社.2007
[41]谭德强,姜波.实用软件工具与环境教程:C++高级编程.北京:清华大学出版社.2001
[2]曹麟祥,汪慰军.三坐标测量机的现状、发展与未来.宇航计测技术.1996.4,第16卷,第2期:15-19
[3]安卫.三坐标测量机使用现状与发展动态.计量技术,1996.9:14-16
[4]王正强.三坐标测量机的发展现状[J].现代计量测试,1994,NO.5:3
[5]戚加良.三坐标测量机的选择.计量技术.1994,NO.9:7
[6]杨俊杰.三坐标测量机在线测量系统的研制[D].长春:创春光学精密机械学院,2000:64
[7]Mitutoyu.Mitutoyu Micrepak21 Sysem,Japan,1989:1-234
[8]Shumugam M S.Unified Approach for Evaluation of Geometric Errors From Coordinate Measurements.1 st ISMTII Proceedings,Wuhan,1989:98-105
[9]Leitz.Leitz Mescal Instruction Betriebsableitung.1981:1-489
[10]孙学.西德Leitz三坐标测量机形位误差计算软件剖析.计量技术.1992,(3):12-14
[11]刘涛.坐标测量机上形位误差评定方法的国内外研究现状[J].洛阳工学院学报.1997,17(4):34.
[12]杨永鹏.基于MATLAB优化工具箱的机械产品形状误差评定系统研究[D].四川:四川大学,2003:2
[13]Timothy Webera,Saeid Motavallib et al.A unified approach to form error evaluation,precision engineering.2002,(26):269-278
[14]G.L.Samuel,M.S.Shunmugam.Evaluation of circularity and sphericity from coordinate measurement data.Matertals processing technology,2003,139:90-95
[15]G.L.Samuel,M.S.Shunmugam.Evaluation of straightness and flatness error using computational geometric technigues.Computer-aided design,1999,31:829-843
[16]P.B.Dhanish.A simple algorithm for evaluation of minimum zone circularity error from coordinate data.Machine tools&manufacture,2002,42:1589-1594
[17]Li-Min Zhua,Han Dinga,*,You-Lun Xiongb.A steepest descent algorithm for circularity evaluation.COMPUTER-AIDED DESIGN,2003,35:255-265
[18]熊有伦.评定形状误差的理论与算法[J].华中工学院学报.1987,15(5):83-88
[19]熊有伦.最小区域的统一判别准则和计算机仲裁[J].计量学报.1987(2):126-133
[20]候伯杰,熊有伦.一种快速、准确的圆度误差评定的计算机实现方法[J].计量技术.1994(4):7-9
[21]钱名海,应用鞍点规划研究形位误差评定的理论和方法[学位论文].大连:大连理工大学,1991
[22]刘健等.形位误差包容评定的理论与实践-线性鞍点规划方法的应用[J].计量学报.1992,13(1): 24-33
[23]钱名海,吴宏基等.鞍点规划与形位误差评定理论的研究[J].大连理工大学学报.1993[1]:33-38
[24]钱名海,吴宏基,刘健.形位误差评定的统一算法研究[J].组合机床与自动化加工技术.1993(4):46-47
[25]中国机械工程学会.形状和位置公差[M].北京:中国计划出版社.2004:12.
[26]徐先懂,宋述稳.形位误差的数据处理[J].中国测试技术.2004,32(4):13
[27]刘馔尔,于春泾.机械制造检测技术手册.北京:冶金工业出版社.机械工业出版社.2000.3
[28]甘永立.形状和位置误差检测.北京:国防工业出版社.1995.2:109-220
[29]B/T1182-1996形状和位置公差通则定义符号和图样表示法[S].北京:中国标准出版社.1997.3:1-35
[30]张玉.计算机辅助精密测试[讲义).沈阳:东北大学,1993
[31]张国雄.三坐标测量机.天津:天津大学出版社.1999
[32]粱普选.Visual C++程序设计与实践.北京:清华大学出版社.2005
[33]求实科技,肖宏伟.Visual C++开发答疑.北京:人民邮电出版社.2003
[34]求实科技,Visual C++6.0程序设计与开发技术大全.北京.人民邮电出版社.2004
[35]塞奎春,张雨等.Visual C++工程应用与项目实践.北京.机械工业出版社.2005
[36]曾宪铎.形位误差测量.北京:国防工业出版社.1979
[37]刘馔尔.形位误差检测.北京:机械工业出版社.1990
[38]李世阳.形位误差检测技术.陕西:陕西科学技术出版社.1988
[39]吕凤翥.C++语言基础教程(第二版).北京:清华大学出版社.2007
[40]刘於勋,张雪萍.C++程序设计.北京:科学出版社.2007
[41]谭德强,姜波.实用软件工具与环境教程:C++高级编程.北京:清华大学出版社.2001