不确定度估算方法及其在测量系统配置中的应用研究

admin · 发表于 2022-9-11 21:21:55

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测量是产品数字化闭环制造中不可缺少的环节，大尺寸测量能够为大型零部件加工、装配及验证提供质量保证。由于大型零部件的尺寸大小、可达性条件、精度要求等约束，实践中往往采用多台/种仪器组合测量。多台仪器组合测量需要综合每台大尺寸测量仪器的优势，包括范围、精度、测量条件等，从而形成优化的组合配置，因此，测量系统配置是大尺寸测量中的关键题目之一。而测量不确定度用以表征合理赋予被测量的值的分散性，是有效测量结果含有的一个参数，是测量精度和可靠性的重要指标。因此，研究不确定度评定方法及其在测量系统优化配置中的应用，对于大型部件加工和装配质量保证具有重要意义。本文研究了不确定度相关标准，包括测量不确定度表示与估算指南，新一代产品几何规范及ISO技术规范ISO/TS15530系列，重点研究了不确定度的评定步骤、判定准则。在此基础上，针对测量不确定度评估题目，研究并实现了基于蒙特卡罗仿真方法的球坐标测量仪器的测量点仿真，建立了形位误差评定的数学模型，研究并实现了基于改进粒子群算法的形位误差评定模型的求解方法及基于蒙特卡罗法的形位误差不确定度计算方法。针对大尺寸测量系统部署题目，提出了以形位误差不确定度为评价指标的优化配置测量系统的方法。首先统一坐标系，并根据协方差和雅克比矩阵分配每个测站的权重，得到融合不确定度。然后实现了大尺寸测量系统详细配置的两种方法，即盲目搜索法和粒子群优化求解法。论文最后以仿真测量某卫星舱段端框和卫星舱段装配为例，验证了所开发的测量点不确定度估算模块、形位误差不确定度估算模块及测量系统详细配置模块的功能，以及以测量不确定度为指标进行大尺寸测量系统优化配置的有效性。

不确定度估算方法及其在测量系统配置中的应用研究

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