基于MATLAB的平面度误差数据处理系统毕业论文.doc

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1、福建工程学院基于MATLAB的平面度误差数据处理系统毕业论文第1章绪论1.1前言1.1.1形位误差的检测意义在加工过程中，由于各种因素（机床、夹具、刀具和零件组成的工艺系统本身具有一定误差，以及环境和人员技术问题等）的影响，使加工后的零件各几何体的形状及其相对位置偏离理想状态而产生误差，这种误差称为形状和位置误差，即简称形位误差。形位误差对零件的使用性能有及其重要的影响，它会影响到零件的装配性、工作精度、配合性质，密封性等。它们对产品的寿命和使用性能都有很大的影响。正确地选择和确定形位公差的项目、基准及数值是机械零件的设计基础环节。形位公差研究的对象是构成零件几何特征的点、

2、线、面。这些点、线、面统称要素。形位公差就是研究这些要素在形状及其相互间方向和位置方面的精度问题。依据机械零件的功能要求，并考虑其使用性、工艺性和经济性的综合效果，详细分析了确定形位公差时公差项目、基准和公差数值的选择方法。零件的功能特性是选择形位公差项目、基准和公差数值的基础；公差间的关系可作为进一步精选它们的依据；同时还应兼顾经济性和测量的方便性。这一系列的的形位误差确立、评定的过程在产品的设计加工过程中十分重要，它是决定产品是否合格的关键。1.1.2平面度研究的意义及现状平面是构成实体零件的重要几何要素之一，如机床的平面导轨、工作台等，而且常作为检测的基准面，因此，平

3、面度误差的大小对产品的质量、使用寿命有着至关重要的影响。国家标准GB11337-89定义：平面度误差是指被测实际表面对其理想平面的变动量，而理想平面的位置应符合最小条件。平面度是形状公差的主要项目之一，其误差的测量与评定在几何测量中有着重要意义。因此，我们需要有更方便，更准确，更经济的测量方法和测量仪器来实现平面度误差的检测与评定。65福建工程学院在生产实践中，测定平面度主要采用三坐标机等仪器。而平面度的评定和计算则是三坐标机等仪器自带的计算程序，该程序严格保密且价格不菲。平面度的评定和计算过程，实际上是按照平面度评定标准构造函数原型进行优化求解的过程。随着MATLAB软件

4、功能的日益完善，其拥有600多个工程中要用的数学运算函数，函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而且经过了各种优化及容错处理，因此使用起来可靠性非常高。我们在进行优化计算时，只需按要求构造正确的函数模型，然后调用MATLAB的优化函数即可得到满意的结果。求解结果的可视化通过调用MATLAB的插值函数和可视化函数即可方便地实现。所以基于MATLAB的平面度误差数据处理系统的研究与开发具有十分重要的意义！目前，平面度误差的评定常用的方法有两种：一种是近似定法，如：三点法、对角线法和最小二乘法等：另一种是最小区域法。三点法的平定结果不是唯一的，其原因是测量点的选取

5、影响评定结果。对角线法虽然评定结果有唯一性，但当评定结果大于规定的平面度公差时，不能作出平面度合格与否的判断，存在较大的局限性。最小二乘法简便易行，长期以来在学术界十分流行，并被列入英、美等国家等国家的标准，但该方法仅提供平面度误差的近似评价结果，并不能保证解的最小性。有关研究表明：按最小二乘法所评定的平面度误差大于实际误差的1.14倍，而按最小区域法评定的平面度误差小于实际误差的1.1倍。由于用最小区域法评定的平面度误差接近于理想误差值，且符合ISO标准，为此多年来有许多学者致力于这方面的研究。按最小区域法评定平面度误差的分析计算较复杂，人们往往用计算机来代替手工计算，虽

6、然减少了计算工作量，但需要用VB、VC、Fortran等高级语言编写程序，增大了编程工作量，容易出错，且不一定能实现最优求解。而Matlab软件是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算软件，拥有强大的科学计算及数据处理能力，600多个数学运算函数，可以方便地实现各种计算功能且可能性非常高。在进行优化计算时，根据建立的数学模型，调用Matlab的优化函数，即可完成各类运算。平面度误差是实际平面上点对其理想平面的变动量，理想平面的位置应符合最小条。用于平面度误差的测量方法很多，常用的有打表法、水平仪和三坐标机等。三坐标测量机等精密仪器自带的计算程序可以完成误差

7、评定，工作效率高，但成本高，一般企业和高校均无此设备。65福建工程学院打表法、水平仪等测量方法获得测量数据后，需要进行复杂的数据处理甚至手工作图，才能得到所测零件的平面度误差。手工计算可以获得相对精确的结果，但效率太低。因此，我们采用MATLAB语言编制了四种处理数据方法的程序（可根据实际要求选择适当的方法），并通过实验得到一系列数据，检验了程序和可行性，验证了基于MATLAB的程序设计的正确性和优越性。开发了友好界面来评定平面度误差，使数据处理更方便，可靠。（这里顺序需调整，先介绍平面度测量方法，再介绍常用的数据