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1、哈尔滨工业大学工学9士 学位论文摘要我国汽车工业正在快速的发展。 汽车底盘中， 后桥中的减速器外壳是极 其重要的零件， 其加工质量直接影响着汽车的性能和使用寿命。 减速器外壳 是一个形状复杂的大尺寸零件， 其较大的孔径尺寸和形位参数， 特别是空间 的尺寸形位参数尤其重要。 目前国内外都是使用三坐标测量机对其尺寸和形 位参数进行检测。 对这种工件来说，用三坐标测量机检测， 效率很低，不可 能逐件检测。 为了适应我国汽车工业发展的需要， 改变汽车生产中检测手段 落后的局面，研制具有高技术含量的综合检测仪器就非常必要了。本课题研究的减速器壳体综合测量机可实现在线同时测量减速器壳体 直径、同轴度、垂直
2、度、中心高、 偏心距等几何参数。 整机用计算机采集测 量信息和数据处理， 从而能大大提高测量效率， 满足生产线上快节拍减速器 壳体生产的需要，确保产品质量。文中介绍了测量系统设计方案， 研究了传感器的非线性校正， 推导了适 合在线测量减速器壳体几何参数的测量模型， 并设计了相应软件实现整机功 能要求。文中还介绍了统计测量的理论，测量机可给出x - R 控制图等帮助 工艺人员进行工艺分析。本文主要研究内 容: ( I ) 减速器壳体形位尺寸参数测量的方法: ( 2 ) 测量 系统的组成及测量方程的建立;( 3 ) 测量系统的软件编程; ( 4 ) 传感器的非线性修正。关健词几何形位尺寸测量;测量
3、方程;软件编程;传感器非线性修正哈尔滨工业大学丁学9士学位论文 里巴 三曰口 巴曰巴三巴曰巴.口曰.曰.曰.曰 . . . . . . . 口 . . . 日 .Ab s t r a c tA u t o m o b i l e i n d u s t r y i s d e v e l o p i n g q u i c k l y i n o u r c o u n t r y . D e c e l e r a t o r c a s i n g i s a n i m p o r t a n t p a r t o f a u t o m o b i l e u n d e r c a
4、 r r i a g e . I t s q u a l i t y h a v e a n i m p o r t a n t e f f e c t o n a u t o mo b i l e q u a l i t y . D e c e :e r a t o r c a s i n g i s a c o m p l i c a c y d e t a i l I t s s p a t i a l d i m e n s i o n a l f o r m a n d p o s i t i o n p a r a m e t e r i s v e r y i m p o rt
5、a n t . N o w i t s d i m e n s i o n a l f o r m a n d p o s i t i o n p a r a m e t e r i s m e a s u r e d b y t h r e e - d i m e n s i o n a l m e a s u r i n g m a c h i n e . E ff i c i e n c y i s v e r y l o w . T o m e e t t h e d e m a n d o f a u t o m o b i l e i n d u s t ry , d e v e
6、l o p i n g h i g h - p re c i s i o n s y n t h e t i c m e a s u r i n g m a c h i n e i s n e c e s s a ry .N o w d e v e l o p i n g s u c c e s s f u l l y “ D e c e l e r a t o r C a s i n g S y n t h e t i c Me a s u r i n g Ma c h i n e “ c a n m e a s u r e s i m u l t a n e o u s l y d i m
7、 e n s i o n a l f o r m a n d p o s i t i o n p a r a m e t e r o f d e c e l e r a t o r c a s i n g . I n f o r m a t i o n a c q u i s i t i o n a n d d a t a p r o c e s s i n g c o n t r o l l e d b y c o m p u t e r . T h e m a c h i n e i m p r o v e s t h e i n s p e c t i o n e f fi c i e
8、n c y a n d m e e t s t h e d e m a n d o f m a s s - p r o d u c e d .T h i s p a p e r i n t r o d u c e s d e s i g n s c h e m e o f m e a s u r e m e n t s y s t e m a n d e s t a b l i s h e s g e o m e t r i c p a r a m e t e r m e a s u r e m e n t p a t t e rn o f d e c e l e r a t o r c a
9、s i n g , w h i c h i s f i t f o r t h e c o m p u t e r o n - l i n e a u t o m a t i c p r o c e s s i n g . S e n s o r n o n l i n e a r i s r e s e a r c h e d i n t h i s p a p e r . S o f t w a r e i s d e s i g n e d t o c a r ry o u t p e r f o r m a n c e o f t h i s m a c h i n e . S t a
10、 t i s t i c a l t h e o ry i s i n t r o d u c e d i n t h i s p a p e r a n d t h e x 一 R c o n t r o l c h a rt i s p r o v i d e d t o h e l p t e c h n i c i a n a n a l y z e t e c h n i c s .T h i s p a p e r m a i n ly r e s e a r c h o n :( 1 ) T h e m e t h o d f o r d i m e n s i o n a l
11、f o r m a n d p o s i t i o n m e a s u r e m e n t ;( 2 ) T h e c o m p o s i t i o n o f m e a s u r e m e n t s y s t e m a n d e s t a b l i s h m e n t o fme a s u r t ng ( 3 ) S o f t w a r e p r o g r a m o f m e a s u r i n g m e t h o d ; ( 4 ) S e n s o r n o n l i n e a r c o r r e c t i
12、o nK e y w o r d s G e o m e t r i c f o r m a n d p o s i t i o n p a r a me t e r m e a s u r e m e n t ; Me a s u r e m e n te q u a t i o n ; S o f t w a r ep r o g r a mming ;S e n s o r n o n l i n e a r c o r r e c t i o n哈尔滨工业大学工学9卜 学位论文第1 章 绪论1 . 1 课题背景由于“ 检测” 在汽车制造过程的覆盖范围愈来愈大和由于汽车生产成本 竞争的需
13、要， 除了精度要求外，降低检测的成本费用， 很重要的一条就是缩 短检测工时， 提高检测效率 。 随着汽车二业的发展，零件技术要求的提高 又进一步加深了 对各种检测手 段的要求2 1减速器壳体是汽车重要的零部件， 产品是否符合要求对汽车的使用性能 有着重要影响。 减速器壳体的几何参数主要包括直径、同轴度、 垂直度。 对 这些几何参数的检测， 国内目 前多采用三坐标测量机。 三坐标测量机因其检 测效率低，只能采用抽检的方式，很难满足大规模生产的要求3 为了满足国内汽车厂大批量生产的需要， 研制专用的减速器外壳几何参 数在线测量设备已迫在眉睫。 于是我们和第一汽车集团工艺装备有限公司联 合开发了减速
14、器壳体综合测量机，并成功应用于一汽，满足了生产要求。1 . 2 计算机辅助测It技术的发展微电子技术、大规模集成电路技术淤发展，促进了仪器的数字化和智 能化，使测量的精度越来越高，功能越来越强，性能越来越好4 1 - s l 。但是， 它还没有摆脱手工操作、 独立使用的模式。 对于较为复杂的、 测量参数较多 的场合，使用起来很不方便， 其局限性也丰常明显。而充分利用计算机丰富 的软硬件资源的计算机辅助测A技术则克狠了这一缺点， 它将测t、 数据采 集、信号处理、数据的计算、结果的表达等都使用计算机来完成， 用计算机 屏幕形象地模拟各种测量过程， 以各种形式输出测量结果。 计算机辅助测量 技术是
15、以计算机为内核， 能把人为干预的因素减到最小， 可以获得很高的测 量速度、 很好的测量一致性和重复性， 大大突破了传统测量方法在数据处理、 表达、传送、 存储等方面的局限a l - u l计算机辅助测量技术始于七十年代，由于计算机技术的发展，由个别 参数的测量发展到整个系统的特征参数的测量， 从单纯的接受、 显示发展到 控制、 分析、处理、 计算和显示输出的一休化，由单台仪器的测量发展到使 用测量系统进行测量(1 0 ， 一 U l 。进入八十年代后，计算机技术的性能和速度有哈尔滨工业大 学丁学4上 学位论文了质的变化， 计算机辅助测量技术也发展到了一个新阶段， 它以通用的计算 机作为测量仪器
16、硬件平台， 在不同的应用场合调用不同的测量软件， 来实现 不同的测量功能， 具有测量速度快、 系统功能强、 开发应用方便等特点【 3J 一 引 。计算机辅助测量技术是计算机技术、 现代测量技术和电子仪器技术相结 合的产物。 在将来的科学技术发展中， 测量技术必将与现代科学技术连接更 加紧密， 科技发展中的重大改进都将反映到测量仪器中， 测量仪器的先进程 度也直接反映一个国家的生产力和科技发畏的水平。 因此， 随着计算机技术、 网络技术、 微电子技术以及电子测量的发展高度， 融入了高科技的测量仪器 将出现更优的特征 1 7 l - 2 0 1 。计算机辅助测量技术正朝着智能化、开放式体系 结构和网络化发展，具有很好的开发和应月前景。1 . 3 汽车零部件检测技术的发展随着汽车行业的快速发展， 生产效率越来越高， 相应地要求提高汽车零 部件生产效率，这就要求提高汽车零部件检测效率2 1 1 。传统的气动量仪检 测效率低、 精度差， 无法满足大规模生产的要求。 三坐标测量机因其检测效 率低，只能采用抽检的方式，很难满足大规模生产
