第9题
D题 接触式轮廓仪的自动标注 轮廓仪是一种两坐标测量仪器(见图1),它由工作平台、夹具、被测工件、探针、传感器和伺服驱动等部件组成(见图2)。 图1 某种型号的接触式轮廓仪 图2 接触式轮廓仪的示意图 接触式轮廓仪的工作原理是,探针接触到被测工件表面并匀速滑行,传感器感受到被测表面的几何变化,在X和Z方向分别采样,并转换成电信号。该电信号经放大等处理,转换成数字信号储存在数据文件中(见图3)。 (a) 接触式轮廓仪测量示意图 (b) 数据文件中的数字信号 图3 接触式轮廓仪的工作原理 在理想状况下,轮廓曲线应该是光滑的,但由于接触式轮廓仪存在探针沾污、探针缺陷、扫描位置不准等问题,检测到的轮廓曲线呈现出粗糙不平的情况(见图3(b)中的局部放大图),这给工件形状的准确标注带来影响。 为了简化问题,假设被测工件的轮廓线是由直线和圆弧构成的平面曲线(见图4)。请建立数学模型,并根据附件1(工件1的水平和倾斜测量数据)、附件2~附件4(工件2的多次测量数据)所提供的轮廓仪测量数据,研究下列问题:
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