复杂回转体空间夹角测量方法研究

摘要

目前，关于空间轴线夹角的测量方法有很多种。本文以一个表面分布有两个圆孔的空心圆柱形管体为研究对象，对其管体中心轴线与两个圆孔中心轴线分别所成空间夹角的测量方法进行了详细论述和验证。在分析加工件自身机械结构的基础上，提出一种利用激光与面阵CCD成像判断位移的测角方案。通过激光光斑图像处理、亚像素的椭圆拟合算法实现光斑中心的精确定位并判断出光斑中心的位置偏移量，为测角提供可靠数据。实验证明，该方案能够实现对加工件空间轴线夹角的精确测量。经计算误差小于1.5′，满足了小于5.0′的测试要求。应用上述测量方法制作出的配套测量装置已经代替了传统的塞规方法，在生产线上实现了批量检测，使测量有了量化标准。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 空间夹角测量方法发展现状

1．3 论文研究内容及意义

1．4 文章结构

第2章 回转体空间夹角测试系统概述

2．1 回转体空间夹角测试系统组成

2．1．1 激光光源

2．1．2 CCD相机的选取

2．2 回转体空间夹角测试中夹角测量原理

2．3 回转体软件测试系统

第3章 光斑中心定位算法研究

3．1 光斑图像处理过程

3．1．1 图像去噪

3．1．2 分离光斑目标和图像背景

3．1．3 形态学处理

3．2 常用的光斑定位方法

3．2．1 重心法

3．2．2 灰度重心法

3．3 引入亚像素细分定位算法

3．3．1 亚像素定位技术基本原理

3．3．2 亚像素细分定位算法

3．4 本章小结

第4章 误差精度分析

4．1 随机误差

4．1．1 CCD成像误差分析

4．1．2 工具测量及加工误差分析

4．2 系统误差

第5章 实验结果

5．1 实验系统的组成

5．2 实验结果比较

结论

致谢

参考文献

附录