機(jī)械精度對中心偏測量精度的影響(機(jī)電一體化)

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目機(jī)械精度對中心偏測量精度的影響教學(xué)點(diǎn)專業(yè)年級機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化姓名指導(dǎo)教師定稿日期：理工學(xué)院成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書設(shè)計(jì)8論文內(nèi)容目標(biāo)設(shè)計(jì)(論文)要求[1[J:-[2[J:參考資料[3-[4]史國棟,沃松林.[J:-機(jī)械精度對中心偏測量精度的影響摘要中心偏測量是高精度鏡頭必不可少的一環(huán),是制作和檢測光學(xué)系統(tǒng)設(shè)備的重要手段;依據(jù)測量結(jié)果判斷光學(xué)系統(tǒng)是否符合要求;對中心偏測量中可能影響到測量精度的情況進(jìn)行了分析,得出了工件安裝誤差是影響測量精度的主要原因;進(jìn)而討了用光軸擬合來減小安裝誤差影響,進(jìn)行數(shù)據(jù)優(yōu)化處理的措施.關(guān)鍵詞:中心偏測量;安裝誤差;光軸擬合precisionMeasurementofdecentrationisanindispensablepartofhighprecisionlens,isanimportantmeansofproductionandtestingofopticalsystemequipment;onthebasisofthemeasurementresultstodeterminewhetheritmeetstherequirementsoftheopticalsystem;centermayaffectthemeasurementaccuracyareanalyzeddeviationmeasurement,theworkpieceinstallationerroristhemainfactorinfluencingthemeasurementaccuracy;andpleaseusetheopticalaxisfittingtoreduceinstallationerror,dataprocessingoptimizationmeasures.Keywords:centerdeviationmeasurement;error;opticalaxisfitting第一章緒論................................................................................................................1第二章光學(xué)系統(tǒng)中心偏測量儀的測量原理............................................................3第三章影響測量精度的關(guān)鍵因素分析....................................................................43.1軸的晃動誤差.......................................................................................................43.2測量頭光軸的傾斜和平移的影響.......................................................................53.3瞄準(zhǔn)讀數(shù)精度.......................................................................................................53.4安裝誤差對測量數(shù)據(jù)的影響...............................................................................6第四章測量數(shù)據(jù)的優(yōu)化處理....................................................................................84.1對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化的必要性...........................................................................84.2對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化的方法...............................................................................8結(jié)論..............................................................................................................................10致謝......................................................................................................................11參考文獻(xiàn)......................................................................................................................12第一章緒論CAMAC、PC總線、STD總線向VXI、PXI總線發(fā)展，從堆疊式測試系統(tǒng)向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化測VXI測試系統(tǒng)及PXI試系統(tǒng)技術(shù)水平逐步進(jìn)入國際先進(jìn)行列。水平低、實(shí)用性差、網(wǎng)絡(luò)化水平低。20出了內(nèi)裝測試系統(tǒng)和可測試性概念，隨后研制出了設(shè)備，并制訂出了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn).大改觀.測試技術(shù)行業(yè)目前已經(jīng)越過低谷階段，重新回到了快速發(fā)展的軌道，尤器巨頭的壟斷造成了一定的沖擊.隨著模塊化和虛擬技術(shù)的發(fā)展，為中國的測試研究的快速進(jìn)展，都在為該產(chǎn)業(yè)提供前所未有的動力和機(jī)遇。過30%以上的速度在快速增長.在此快速增長的過程中，無疑催生出了許多測試擁有中國該領(lǐng)域唯一重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的中國電子集團(tuán)公司第41研究所，憑借著本土測試領(lǐng)域的龍頭號發(fā)生器、微波噪聲系數(shù)分析儀、便攜式射頻頻譜分析儀、2.5Gb/sSDH/PDH數(shù)計(jì)，還有高速數(shù)字示波器等，目前都已經(jīng)形成比較完整的產(chǎn)品系列。1其中AV1489型高純微波合成信號發(fā)生器采用全正向設(shè)計(jì)方法，突破了高純度微波頻率合成等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù);AV3984型微波噪聲分析儀突破了智能微波噪聲源等多項(xiàng)關(guān)鍵術(shù);AV4022型便捷式射頻頻譜分析儀突破了小型化設(shè)計(jì)與制造等關(guān)鍵技術(shù)，還有高性能的AV3600系列數(shù)字電視碼流實(shí)時(shí)檢測儀等.另外，該所還與海信集團(tuán)一道，研制出了數(shù)字電視全部四個(gè)層次上的測試儀器.無疑這對中國的數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將起到很大的推動作用.這些儀器除了能解決所有通用協(xié)議分析外以及物理層的各種指標(biāo)的測試外，級性。23圖4圖3.2測量頭光軸的傾斜和平移的影響測量頭光軸的傾斜和平移的影響本測量儀設(shè)計(jì)要求測量頭的光軸與轉(zhuǎn)臺的光軸重合,由于制造和安裝原因,會產(chǎn)生誤差;另外導(dǎo)軌的直線度不好,也會產(chǎn)生光軸的傾斜或者位移.但在本測量儀的設(shè)計(jì)中,我們采取的是取圓直徑來計(jì)算偏移量.不管中心偏移量有多大,我們旋轉(zhuǎn)輸入的光信號,其軌跡將形成一圓形.只要求出圓形的直徑,就能得到其光學(xué)中心的偏移量.因此,測量頭光軸的位移和傾斜以及導(dǎo)軌的不直度不會影響到測量結(jié)果.56從上面我們可以看出測量時(shí)會產(chǎn)生下列誤差:光軸傾斜產(chǎn)生的誤差我們僅以設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)面進(jìn)行計(jì)算.設(shè)計(jì)時(shí)的基準(zhǔn)面為A面,A面允許的公差帶是0.015θ1為:θ1=0.015/63=0.000238rad=48〃在測量安裝工件的過程中,由于安裝面B面對A面是自由公差,沒有垂直度的要求,而且夾具的支承底面的位置亦有誤差,導(dǎo)致光軸傾斜.光軸傾斜時(shí),測量系統(tǒng)最終測量到的數(shù)據(jù)相應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)情況下(理想情況下不存在傾斜)相比將又增加一些偏差.實(shí)際的誤差遠(yuǎn)大于θ1.2)光軸平移產(chǎn)生的誤差.在測量安裝光學(xué)系統(tǒng)的過程中,由于夾具與透鏡間有間隙導(dǎo)致光軸平移.光軸平移時(shí),測量系統(tǒng)最終測量到的數(shù)據(jù)相應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)情況下(理想情況下不存在平移)相比將會整體上出現(xiàn)一些偏差.由于裝夾面為A面,A面允許的公差是0.03mm,將引起附加中心偏為±0.015mm.假設(shè)被測球面半徑為20mm,產(chǎn)生的測量誤差θ2為:θ2=±0.015/20rad=±0.00075rad=±150〃3)光軸傾斜和平移均存在時(shí)產(chǎn)生的誤差在2種誤差都存在的情況下,實(shí)際上只是對測量數(shù)據(jù)整體上作用了兩方面的附加偏移.7第四章測量數(shù)據(jù)的優(yōu)化處理對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化的方法對于同一個(gè)透鏡組,透鏡的中心偏是固定的,然而由于安裝誤差的存在(如光軸發(fā)生平移或者旋轉(zhuǎn))對同一個(gè)透鏡每次安裝后進(jìn)行中心偏測量時(shí)測量結(jié)果都不相同8組測量結(jié)果不同,但是各點(diǎn)之間的相對位置并沒有變化(這是因?yàn)橥哥R組中每個(gè)透鏡的中心偏是不變的),到各自最佳光軸的距離也是不變的.圖4.1光軸偏移時(shí)的測量結(jié)果示意圖因此我們只要擬合出最佳光軸[3]并以此為基準(zhǔn)軸對所測數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化,即計(jì)算出各點(diǎn)相對于最佳光軸的偏心距離作為中心偏測量的數(shù)據(jù),就可以消去安裝誤差對測量結(jié)果帶來的不良影響,大大提高中心偏測量數(shù)據(jù)的精確度,為后面的測量過程提供一個(gè)重要的依據(jù).確定最佳光軸的具體步驟如下:1)將測得的三維空間數(shù)據(jù)點(diǎn)(透鏡的光心坐標(biāo))投影到y(tǒng)Oz平面,將得到的二維平面數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行最小二乘法直線擬合,得出位于yOz平面內(nèi)的直線,記為直線1;2)過直線1并垂直yOz平面作一平面,記為平面A;3)同理可以求出位于xOz平面內(nèi)的直線2,過直線2并垂直xOz平面作一平面,記為平面B;4)求出兩平面的交線,此即為空間最佳光軸直線方程;5)根據(jù)實(shí)際測得的光心坐標(biāo)計(jì)算各點(diǎn)到最佳光軸的距離,即得到優(yōu)化后的數(shù)據(jù).具體數(shù)據(jù)處理時(shí)采用MATLAB編程進(jìn)行運(yùn)算.9首先對光學(xué)系統(tǒng)中心偏測量儀的測量誤差進(jìn)行了分析,其中詳細(xì)分析了對結(jié)果影響最大的工件安裝誤差及進(jìn)行數(shù)據(jù)優(yōu)化來消除工件安裝誤差的必要性,并討論了采用光軸擬合對原始的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)優(yōu)化的合理性.光軸擬合就是要找到系統(tǒng)的最佳光軸,數(shù)據(jù)優(yōu)化是計(jì)算出各點(diǎn)相對于最佳光軸的偏心距離,這樣中心偏測量的重復(fù)性就比較好,而且能夠根據(jù)運(yùn)算數(shù)據(jù)優(yōu)化光學(xué)系統(tǒng),以得到更好的成像系統(tǒng).10致謝的指導(dǎo)，提出了許多寶貴的意見，為本次設(shè)計(jì)付出了很多心血和精力進(jìn)行最后，我要感謝所有參考文獻(xiàn)的。我論文是建立在他們研究基礎(chǔ)上的。11[1光學(xué)系統(tǒng)偏心測量原理及應(yīng)用[J].光學(xué)技術(shù),1998(3):67-77.[2]耿麗紅,范天泉.高精度光學(xué)中心偏測量儀主要技術(shù)指標(biāo)的檢測[J].光子學(xué)報(bào),1998,19(4):40.[3紅.數(shù)值分析[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2003:245-278.(上接第71頁)[4參數(shù)不確定廣義大系統(tǒng)的保性能分散控制[J].控制理論與應(yīng)用,2005,22(6):913-917.[5鄒云.廣義離散線性大系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析[J].南京理工大學(xué)學(xué)報(bào),2003,27(4):409-413.[6]夏小惠,王為群.非因果離散廣義大系統(tǒng)的分散鎮(zhèn)定[J].南京理工大學(xué)學(xué)報(bào),2006,30(1):65-69.[7云.離散廣義大系統(tǒng)的Lyapunov穩(wěn)定性分析[J].控制理論與應(yīng)用,2004,21(2):291-294.[8鄒云.廣義大系統(tǒng)的Lyapunov穩(wěn)定性分析[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識,2006,35(1):131-136.[9云.連