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第四章工业测量数据处理方法
• 数据采集后的处理:当获得了这些离散点
的数据之后,需要对这些离散点所包含的
几何特性进行处理和分析。工业测量中对
离散点的几何分析主要体现在点、线和面
及其相互关系上。如点到面和线的距离;
线、面之间平行性;圆度、直线度等。因
此,对测量的离散点进行线与面的拟合是
经常碰到的问题。
• 4.1 形位误差与公差的概念
• 4.1.1 形位误差
加工出的零件不可能得到绝对正确的理想
形状和位置。加工所得零件的实际形状和
位置对图样上所给出的理想形状和位置的
变动量,称做形状和位置误差,简称形位
误差
• 形状误差:零件表面的实际形状与理想形状的差
异。对于形状误差主要涉及到:直线度、平面度、
圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度。
• 位置误差:零件表面间、表面与轴心线、轴心线
之间等的实际位置相对其理想位置的差异。对于
位置误差主要涉及到:点、线、面与理想位置之
间的允许偏差。此外,同心性、同轴性或者对称
性等偏差也属于位置偏差。对于方向误差主要涉
及到:平行性、垂直性和相对于参考线或参考面
的倾斜。平行性和垂直性表示的是面与面、线与
面、线与线平行性和垂直性。
• 4.1.2 形位公差
为了保证零件的功能要求,必须控制其
形位误差的变动量。为此,图样上给出形
位公差。形位公差是指图样上所给出的,
用以限制零件的实际形状和位置相对于理
想形状和位置的变动范围。
• 4.1.3形位误差检测要求和原则
1)相对地准确性
2 )经济性
– 形位误差测量就不需要对整个要素所有
部位都进行,而只要合理地选择测量截
面,测量点的数目及布置方法;
– 测量形位误差的标准条件;
– 零件的表面粗糙度、擦伤等外观缺陷,
应于排除在外
• 4.1.4 形位误差的分类与评定——度
4.1.5 形位测量的基准
基准是位置误差检测的基本依据
(1)点基准:以球心或圆心作为基准。
(2 )线基准:以指定的线或轴线、中心线作为基准。
(3 )面基准:以指定的表面或中心面作为基准。
(1)基准点的建立:点的基准要素通常是指
圆心和球心。当以实际圆确定基准点时,
按最小条件原则,应以两同心圆包容实际
圆,使两圆之半径差为最小,这两同心圆
的圆心即为基准点。以实际球面确定基准
点时,则应以两同心球包容实际球面,使
两球的半径差为最小时,这两同心球的球
心即为基准。
(2 )基准直(轴)线的建立:由实标轮廓线建
立基准直线时,应以处于实体之外,且符
合最小条件的理想直线作为基准直线。当
以实标轴线建立基准轴线时,应用一圆柱
面包容实标轴线,使直径为最小,该理想
圆柱面约轴线即为基准轴线
(3 )基准平面的建立:以实际表面确定基
准面时,应以一理想平面取实际表面,该
理想平面位于实际表面实体之外,且符合
最小条件
(4 )公共基准轴线的建立:由两条或两实际
条以上实际轴线建立公共基准轴线时,应
由一条理想轴线来取代,这个理想轴线是
包容组合基准的所有实际轴线,且直径为
最小的圆柱面的轴线
• 在工业测量中
– 几何元素的确定、形状确定——数据拟
合
– 经常遇到仪器换站。有些情况下是建立
一个统一的测站控制网。但更多的情况
下,换站后仪器都是任意放置的,站站
之间的联系基本上靠测量公共点坐标来
完成。这就涉及到大角度坐标转换。另
外,为了评价物件的几何特征,也经常
需要将测量坐标系转换到物件坐标系等。
• 4.2 曲线(面)拟合准则
曲线(面)拟合:按照某种原则获得匹配
测量点的最佳曲线(面)
– 基于代数距离最小的拟合原则
– 基于几何距离最小二乘拟合原则
确定函数》确定准则
• 基于代数距离最小的拟合原则
n n
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