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《大连理工大学》 2003年
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天线罩几何参数测量原理及关键技术研究

姚宝国  
【摘要】:导弹天线罩是主动寻的导弹的一个关键部件,系三维复杂曲面的薄壁零件,孔深径小结构复杂,目前尚无可用的检测仪器能对其壁厚、外廓形等几何参数进行准确的测量,因而极大地制约了天线罩制造精度的提高,影响了导弹的研制进程。 本论文从天线罩电信设计相关理论基础及天线罩技术要求出发,在分析测量对象的基础上研究了天线罩几何参数测量的原理,廓形误差评定的原理、模型及解法,测控系统解决方案的软硬件实现,测量数据的预处理、一致化处理与可视化处理方法,以及测量系统精度的评价方法等,攻克了天线罩研制和生产中的测量难题,填补了国内在该项技术上的空白。 对天线罩壁厚的测量,创造性地提出了轮廓被测点切线方向等长点迹线钳式测量法的新测量原理,也就是采用钳式测量头架沿被测点切线方向等长度点迹线运动测量的新方法,实现了对天线罩壁厚的直接测量。 在测量方案设计时,提出了两工位粗精分开、测量与驱动相分离以及壁厚测量时天线罩适当倾斜安装等方案,解决了测量多任务、不同测量要求的难题,消除了驱动系统的驱动误差对测量精度的影响,实现了两工位上测量尺寸的数值匹配。 提出了以鞍点规划的理论、天线罩曲面的Frenet标架运算及相伴曲面方法为基础,用最小二乘和最小区域相结合的方法对天线罩廓形误差进行评定,解决了廓形测量数据的误差分离问题,放宽了廓形测量时对天线罩的安装要求。研究了评定的线性几何模型、规划模型及解法以及评定的最小条件。探讨了原始法向误差求解方法以及实际评定操作处理方法。 在提出的天线罩几何参数测量的新原理及天线罩廓形误差评定方法的基础上,研制了天线罩几何参数测量系统。对基于IPC的开放式数控技术在测控系统上的应用进行了研究。测控系统设计时提出了开放式处理策略,研究了测量系统机械部分主机的关键部件——测量钳的优化设计方法,以及测控系统实现中测量与驱动相分离,外廓形测量时测头自动跟踪扫描和壁厚测量时控制测头始终位于工件被测点法线方向等关键技术。同时,以面向对象的技术为基础,研究了测控软件开发中Windows下工业实时控制的可行性及技术途径,测量运动轨迹的生成,数据采集、存储及传输,软件PLC的实现等关键技术。 测量数据预处理、一致化处理中,研究了数据光滑、匀化、延拓,数据映射等方法,解决了测量数据中存在无用数据和噪声,测量数据不均匀、边界不整齐等问题。为了直观显示测量结果,研究了基于误差效果图、等差线图、剖面图的测量结果可视化处理方法,以及误差效果图生成的有效区域法、单条等差线生成的网格单元信息判别法。 本论文在最后对测量实例进行了分析,提出了基于评价指标系统的测量系统精度的评价方法,并使用评价实例对测量系统进行了分析与评价,结果表明:研究的基于新测量原理的测量系统,完全满足了天线罩几何参数测量功能和测量精度的要求,提出的系统精度评价方法和评价指标体系是非常有效的。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TJ760.3

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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2 刘德铸;声学多普勒流速测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王淑珍;基于白光干涉超精密表面形貌测量方法与系统研究[D];华中科技大学;2010年
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5 高贯斌;关节臂式坐标测量机自标定方法与误差补偿研究[D];浙江大学;2010年
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9 李波;基于图像分析的车辆识别与跟踪若干关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
10 黄琛;铁磁性构件脉冲涡流测厚理论与仪器[D];华中科技大学;2011年
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1 喻英粽;基于标记约束的三维曲面拼接方法研究[D];浙江理工大学;2010年
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3 王同祥;高精度标准齿轮径向综合偏差测量仪的研究[D];大连理工大学;2010年
4 魏伟力;基于性能的复杂曲面零件面形再设计建模技术[D];大连理工大学;2010年
5 郑银涛;基于平板式电容的微位移测量系统设计[D];大连理工大学;2010年
6 王海龙;语义特征造型系统中直接操作技术的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 李亚杰;汽车仪表板的计算机视觉检测系统研究[D];长春工业大学;2010年
8 高学亮;基于机器视觉技术的雨滴谱数据检测系统[D];长春工业大学;2010年
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10 陈波;基于OCR技术的飞机定检数据收集系统设计[D];电子科技大学;2010年
【同被引文献】
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6 姚宝国,徐志祥,王晓明,贾振元,郭东明;天线罩几何参数测量仪软件系统研究[J];大连理工大学学报;2000年04期
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1 潘贻亮;导弹天线罩精密修磨机床的CAM软件设计与开发[D];大连理工大学;2003年
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4 马磊;基于PMAC的龙门钻床数控系统界面的研究与开发[D];兰州理工大学;2007年
5 周永顺;基于多轴运动控制卡的张力控制系统的研究[D];青岛大学;2007年
6 陈红春;基于PMAC的开放式数控系统的研究[D];浙江大学;2006年
7 吴长忠;面向网络化制造开放式数控系统的研究[D];山东大学;2008年
8 冷波;天线罩精密修磨机床关键技术研究[D];大连理工大学;2008年
9 潘铭;基于PMAC的开放式数控教学平台的研究[D];南京理工大学;2009年
【二级引证文献】
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1 魏伟力;基于性能的复杂曲面零件面形再设计建模技术[D];大连理工大学;2010年
2 葛源源;导弹天线罩结构响应研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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4 韦生文;鞠金山;倪靖伟;;非对称型夹芯共型天线罩成型工艺设计[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
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2 刘振阳;无线终端天线及频率选择天线罩设计[D];西安电子科技大学;2011年
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5 官正涛;新型有机磁性天线罩的研究[D];西南交通大学;2004年
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