药筒几何误差自动检测装置控制系统设计开题报告.doc

毕业论文开题报告学生姓名学号系别专业论文题目药筒几何误差自动检测装置控制系统设计指导教师2011年03月06日毕业论文开题报告1．结合毕业论文情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述文献综述一、本课题研究背景及意义药筒几何误差自动检测装置控制系统设计在计量科学领域，人们根据被测对象几何形状的复杂程度，将工业领域中的测量问题分为箱体类工件测量和具有复杂几何形状工件测量。所谓箱体类工件就是指那些由基本几何元素（点、线、面、圆、圆柱、圆锥、球）组成的几何工件，包括齿轮箱工件，发动机箱体，机床加工部件或者是由简单的自由形状曲面组成的冲压模、铸模、玻壳工件等等。与箱体类工件相对应的是复杂几何形状工件，这类工件主要由具有明确数学定义的复杂曲线曲面构成，例如各种类型的齿轮，齿轮加工刀具，凸轮轴，配对螺旋压缩机转子部件，蜗杆蜗轮以及步进齿轮药筒等等。一国外研究现状德国LEITZ公司凭借其在高精度测量领域积累的世界级测量技术以及丰富的应用理论知识，通过高性能、高精确度的PMMC三坐标测量机与功能强大的工业级计量软件QUINDOS的结合，不断解决来自工业各个领域的高精度和复杂几何形状的计量需求。LEITZ在公司的发展历史上，主要从事研制、开发、制造超高精度坐标测量机，包括在世界高精度三坐标测量机的发展历史上具有里程碑意义的PMM机型，由于PMM机型在测量能力上具有超高精度，同时使用性能上具备长期运行的稳定性。因此PMM型坐标测量机能够在全球安装总数超过1,000台，其中有近百台服务于中国各大精密加工企业，例如航空航天部件生产企业、汽车部件生产企业以及高精度齿轮加工企业。LEITZ公司为了提高高精度坐标测量机的检测效率，降低单件工件检测的测量成本，于2001年成功地推出了目前世界性能最好的PMMC型坐标测量机，其动态指标分别为最大测量加速度3000mm/秒2,最大测量速度400mm/秒,平均触测频率40点/秒。在主机结构形式上，为了实现测量系统极高测量精度和测量性能的长期稳定性，PMMC超高精度坐标测量机具备如下特征在主机部件材料选择上，采用具有长期稳定性和对温度变化不敏感的材质构成，例如在整体基座，移动平台和Y轴横梁上采用花岗岩，结构支撑立柱采用铸铁材料。为了实现系统测量性能的长期稳定性，PMMC坐标测量机在结构形式上为封闭框架整体花岗岩的主机基座，移动工作台，铸铁立柱以及花岗岩横梁组成高强度的闭式结构。由于PMMC坐标测量机具有很高的结构强度，因此测量系统即使在加速/减速，或是环境存在某种振动的情况下仍能保持极高的测量精度。二国内研究现状在传统测量方法选择上，人们主要依靠下述两种测量手段完成工业领域上述工件的测量，即通过三坐标测量机执行箱体类工件的检测，通过专用测量设备，例如专用齿轮检测仪、专用凸轮检测设备等完成具有复杂几何形状工件的测量。因此对于从事生产复杂几何形状工件的企业来说，完成上述产品的质量控制企业不仅需要配置通用测量设备，例如三坐标测量机，通用标准量具、量仪，同时还需要配置专用检测设备，例如各种尺寸类型的齿轮专用检测仪器，凸轮检测仪器等。这样往往导致企业的计量部门需要配置多类型的计量设备和从事计量操作的专业检测人员，因此企业无法实现柔性、通用计量检测，计量设备使用效率较低，同时企业负担较高的计量人员的培训费用和计量设备使用和维护费用。因此，如何降低企业的测量成本，计量人员的培训费用，测量设备的使用和维修费用，达到提高测量检测效率的目的，使企业具备生产过程的实时质量控制能力。这将关系到企业在市场活动中的应变能力，对帮助企业建立并维护良好的市场信誉，具有重要的决定作用。三、本课题相关理论综述一测量装置结构由于测量机的各个运动轴，在机械结构上彼此独立，因此在整个测量过程中，三个坐标轴独立运动，使得系统在整个测量空间内具有相同量精度性能。光栅尺的布置尽量靠近被测工件，有效的消除了阿贝误差的影响。中央布置驱动系统，消除了坐标轴在运动过程中扭转和偏移。传动系统上采用伺服电机、高精密循环滚珠丝杠，保证测量系统即使在很高系统加速度的情况下，仍然具有稳定的定位精度。探测系统采用3维模拟扫描测头，不但能够提供性能优良的连续3维动态扫描功能，而且测量系统还能够进行精度极高的触发测量。在测量过程中，探针始终沿被测工件表面的法向矢量方向进行触测。因此，即使在配制较长的测杆加长杆的情况下，测量系统也能够自动补偿测头系统的形变和弯曲。采用国际权威机构认证，具有确定热膨胀系数的金属光栅系统，由于光栅系统具有与被测金属工件相近的热膨胀系数，确保系统即使在比较大的测量范围内，仍然具有极高的测量精度。同时测量系统具有非常小的系统分辨率，保证了测量数据具有稳定的重复精度。由于PMMC坐标测量机在结构上存在上述特征，因此整机系统具有非常小的长度测量示值误差MPEE值和空间探测误差MPEP值。信号处理的时频分析理论二几何形状误差测量坐标误差工件齿轮复杂几何形状工件的计量上表依据DIN3692标准规定，模数6～10，齿宽20～40mm，螺旋齿轮齿向误差ff,齿面形状误差fβf以及执行检测功能的坐标测量机所应具备的最大形状测量误差。因此LEITZ生产制造的高精度坐标测量机产品针对特定的齿轮模数，齿轮直径，能够执行依据DIN标准规定一级齿轮的检测任务。PMMC坐标测量机能够执行齿轮检测的类型包括内外正齿轮、斜齿轮、螺旋伞齿轮、冠装齿轮等等。在测量过程中，通过LEITZ专利制造的TRAX3维矢量测头的不同测杆组合，完成齿轮检测工作。例如，单测针完成正齿轮检测，8星型测针组合完成斜齿轮检测，6星型测针组合完成螺旋伞齿轮的检测。由于在测量过程中，采用多种测针组合，完成检测任务，因此标测量机在执行具有复杂几何形状工件检测任务的过程中不需要额外附加旋转工作台。测量机在执行具有回转轴线的复杂几何形状的检测任务方面，与传统专用检测设备或者是坐标测量机与转台相结合的测量系统相比较存在下述明显的优势。四、作者的观点和主要思路测量机与QUINDOS专业计量软件相结合，在工业计量领域实现了完全意义的通用计量检测设备。不但能够执行箱体类工件的高精度检测，而且能够执行具有复杂几何形状工件的计量检测任务。标测量机能够执行各种类型齿轮工件检测，齿轮加工刀具的检测，螺旋压缩机转子部件的检测，气轮机叶片的检测以及蜗轮蜗杆的检测。在复杂几何形状的制造领域，PMMC高精度坐标测量机与工业级测量软件QUINDOS的结合，对生产企业的测量技术革新，测量效率的提高以及整体生产成本的降低发挥着越来越重要的革新作用，能实现激光探测器对药筒的底面和锥面的形位公差和尺寸公差的检测。