船用柴油机气缸套非接触在线检测系统研究

摘要

随着船舶工业的发展，国内对于船用柴油机气缸套的加工完成后采用传统的接触式进行检测已经无法满足现状，对于气缸套的高精度高效率检测已经迫在眉睫。船用柴油机气缸套的检测的重要指标包括几何误差和外部尺寸。
　　本文结合现下大直径回转类工件的在线检测的现状，针对大直径为船用柴油机气缸套，研究并开发一套智能化、自动化、方便快捷的非接触式在线检测系统，测量精度可达到0.005mm。该检测系统采用微软公司的VisualBasic.NET进行编程，以基恩士公司提供的高精度激光位移传感器进行数据采集，通过 MathWorks公司开发的软件MATLAB进行数据处理，将传感器、数控立车、计算机集成在一起的气缸套在线检测系统。本文研究的重点内容如下：
　　（1）针对国内船用柴油机气缸套的检测现状，结合大直径回转类工件在线测量的基本原理，根据气缸套在线检测过程中的需求，提出气缸套在线检测系统总体的设计方案，包括软件设计和硬件设计。
　　（2）规划气缸套在线检测的硬件构成以及布置，通过硬件设计分析系统针对几何误差和外部尺寸的采样方案，并分析传感器的关键技术和参数。
　　（3）基于非线性规划的理论基础，并结合多维有约束非线性优化的经典解法，建立基于多维有约束非线性规划算法的气缸套几何误差的数学模型。
　　（4）采用VisualBasic.NET进行系统开发，在数据处理时采用MATLAB混合编程技术，建立了人机交互界面和系统各模块。
　　（5）对直径为?500mm，长度为1800mm左右的船用柴油机气缸套进行现场试验，分析本在线检测计算结果，对比非线性规划算法和最小二乘法计算精度，将本系统的结果与三坐标测量机的结果进行比较，分析误差来源，给出误差控制的方法。

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第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 大直径工件测量技术

1.3 几何误差的评定

1.4 论文课题来源与研究内容

1.5 本章小结

第2章 船用柴油机气缸套在线检测系统的硬件组成

2.1 气缸套在线检测需求分析

2.2 CMOS激光位移传感器

2.3 船用柴油机气缸套在线检测系统的硬件设计

2.4 在线检测的采样方案

2.5外部尺寸在线检测装置

2.6 本章小结

第3章 基于非线性规划问题的几何误差数学模型建立

3.1 最小二乘法评定的数学模型

3.2 非线性规划问题

3.3 多维约束非线性优化的经典解法

3.4 基于多维约束非线性规划算法的几何误差数学模型建立

3.4 本章小结

第4章 船用柴油机气缸套在线检测系统的实现

4.1 软件开发平台介绍

4.2 系统总体结构

4.3 软件界面设计

4.4 系统模块设计

4.5 本章小结

第5章 船用柴油机气缸套在线检测试验与误差分析

5.1 船用柴油机气缸套在线检测试验

5.2 试验结果分析

5.3 在线检测系统误差分析

5.4 本章小结

总结与展望

1、总结

2、创新点

3、展望

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文及参与的项目

致谢