坐标测量机测量软件系统开发与应用技术研究

摘要

三坐标测量机作为一种精密测量仪器，在生产制造以及新兴产业等领域发挥着重要的作用，其中，测量机测量软件系统作为整个工作系统的灵魂，主要作用是实现对被测模型的测试计量工作，并提供给测量人员一个直观、高效的测量过程。本论文主要对坐标测量机测量软件系统的设计与应用展开研究，旨在实现对基本几何模型的拟合与评定。主要工作包括:
　　1.坐标测量机通信系统设计。本论文设计了一套可以实现多路传感器信号的同步采集和处理的软、硬件系统，并通过串口/WIFI等通信方式实现三坐标测量机下位机系统和PC端测量软件的实时通信，进而将采集到的多路光栅传感器数据传输到测量软件。
　　2.坐标测量软件人机界面设计。本文开发的三坐标测量机测量软件是基于Visual Studio2010开发平台、利用MFC设计的，同时利用OPENCASCADE搭建绘图环境。该测量软件系统是针对Windows环境设计研发的，其主要功能模块包括设备通信、评定算法和人机界面三部分内容。
　　3.基本几何模型拟合与评定算法研究。本论文设计的测量软件所包含的核心算法主要有5个:直线拟合评定算法、平面拟合评定算法、圆柱拟合评定算法、球体拟合评定算法。
　　4.实验对比与算法验证。为了验证这些算法的正确性与代码的可行性，本论文进行了大量的测量结果对比试验，通过与成熟的三坐标测量机测量软件DELCAM的对比实验得知，本文设计的软件系统与成熟的DELCAM软件在计算结果上基本一样。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 简述坐标测量机

1．1．1 传统正交式坐标测量机概述

1．1．2 关节臂式柔性坐标测量机概述

1．2 便携关节式坐标测量机发展概况

1．3 便携关节式坐标测量机测量软件发展及现状

1．4 课题来源以及研究的目的与意义

第二章 三坐标测量机通信系统设计

2．1 数据采集与处理系统原理

2．2 数据采集与处理系统设计与实现

2．3 数据采集与处理系统程序设计

2．3．1 单片机程序设计

2．3．2 FPGA程序设计

第三章 三坐标测量机上位机软件系统设计

3．1 三坐标测量机测量软件开发平台

3．2 三坐标测量机测量软件架构设计

3．3 三坐标测量机测量软件绘图环境搭建

3．4 三坐标测量机测量软件基本几何量绘图实现

3．4．1 空间直线的绘图实现

3．4．2 空间平面的绘图实现

3．4．3 空间圆的绘图实现

3．4．4 空间圆柱的绘图实现

3．4．5 空间圆锥的绘图实现

3．4．6 空间球体的绘图实现

第四章 常见几何量的拟合算法与误差评定

4．1 引言

4．2．1 空间直线的拟合

4．2．2 直线度误差的计算

4．3 空间平面的拟合与平面度误差的计算

4．3．1 空间平面的拟合

4．3．2 平面度误差的计算

4．4 空间圆的拟合与圆度误差的计算

4．4．1 空间圆的拟合

4．4．2 圆度误差的计算

4．5 空间圆柱的拟合与圆柱度误差的计算

4．5．1 空间圆柱的拟合

4．5．2 圆柱度误差的计算

4．6 空间球体的拟合与球度误差的计算

4．6．1 空间球体的拟合

4．6．2 球度误差的计算

4．7 空间圆锥体的拟合与圆锥度误差的计算

4．7．1 空间圆锥体的拟合

4．7．2 圆锥度误差的计算

第五章 算法验证与实验对比

5．1 空间直线拟合算法验证与实验对比

5．2 空间平面拟合算法验证与实验对比

5．3 空间圆拟合算法验证与实验对比

5．4 空间圆柱拟合算法验证与实验对比

5．5 空间球体拟合算法验证与实验对比

5．6 空间圆锥拟合算法验证与实验对比

第六章 工作总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果