基于小波變換方法的非接觸圓度誤差檢測.pdf

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1、第2期機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2011年2月MachineryDesign&Manufacture261文章編號:1001—3997(2011)02—0261—02基于小波變換方法的非接觸圓度誤差檢測費(fèi)玉石丁茹。趙永昶(’遼寧省機(jī)械研究院有限公司,沈陽110032)(。沈陽理工大學(xué),沈陽l10168)ThewavelettransformmethodforthedetectingofroundnesserrorFEIYu—shi.DINGRu2,ZHAOYong—chang’(Liaoningprovincialmachineryresearchinstitutec

2、o.,ltd,Shenyang110032,China)(Shenyangscientificandindustrialuniversity,Shengyang110168,China)【摘要】針對圓度誤差非接觸檢測過程中噪聲對原始信號產(chǎn)生干擾的問題,提出采用小波變換進(jìn)行信號降噪處理;討論了小波理論中的快速變換算法及閾值降噪法的基本原理和處理實(shí)測信號的具體步驟;分析了基于小波變換的最小二乘圓法評定圓度誤差的算法,并推導(dǎo)了其理論模型;運(yùn)用Matlab小波工具箱通過實(shí)驗(yàn)說明了小波分析處理圓度誤差的方法和效果。關(guān)鍵詞:非接觸檢測;快速小波變換;閾值降噪;最小二乘

3、圓法;圓度誤差模型【Abstract】Tosolvethenoiseprobleminthenoncontactmeasurementofroundnesserror.Ade-nois-ingapproachusingwavelettransformfororiginalsignalisproposed;Thebasicprincipleandthesteptocar—ryoutoffastwavelettransformandthresholdde-noisingarediscussed;Theevaluationruleforroundnesserro

4、rbymeansofleastsquaresmeancirclebaseonwavelettransformisana!ysised,andmodelofroundnesserrorisprocessed;theexaminationsignalisfilteredbytakingadvantageQ廠thewavelettoolboxofMz,anditprovedthemethodandeffectofdeposingroundnesserrorbywavelet.Keywords:Noncontaetmeasurement;Fastwavelettr

5、ansform;Thresholdde-noising;Leastsquarecircle;Roundnesserrormodel中圖分類號:TH16文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A圓度誤差是高精度回轉(zhuǎn)體零件的一項(xiàng)重要精度指標(biāo),目前的圓度誤差測量大都是接觸測量,如生產(chǎn)中常以千分表、游標(biāo)卡尺、干分尺等儀器為手段,采用近似測量方法,其測量結(jié):果的可靠性差,且效率低。非接觸式測量方法主要是利用光學(xué)、聲學(xué)等領(lǐng)域中的基本原理,將一定的物理模擬量通過適當(dāng)?shù)乃惴ㄞD(zhuǎn)化為樣件表面的坐標(biāo)點(diǎn),它的優(yōu)點(diǎn)是非接觸,不會(huì)劃傷被測表面,測量速度較快,安全、可靠。目前,非接觸檢測主要以激光檢測方式為代表,

6、然而,激光檢測也有其局限性,由于外界環(huán)境存在各種復(fù)雜因素,噪聲對激光回波信號干擾較大,檢測信號摻雜了機(jī)器噪聲、材料噪聲、環(huán)境噪聲等,致使圓度誤差的精度降低。為了從檢測信號提取真實(shí)信號,須對檢圖1實(shí)驗(yàn)裝置原理圖測信號進(jìn)行降噪處理。小波變換是一種信號時(shí)頻分析方法,它具有2信號的快速小波變換與降噪處理多分辨率分析的特J,能有效區(qū)分信號中的突變部分和噪聲,具有2.1快速小波變換算法良好的濾波、去噪能力,有了這些非常符合實(shí)際應(yīng)用的杼}生,小波變小波理論是在傅立葉(Fourier)分析的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。換才會(huì)被譽(yù)為“數(shù)字顯微鏡”。采用小波分析方法對含噪信號進(jìn)行降多分

7、辨分析是將信號廠()表示成一系列近似函數(shù)的逼近,其中每噪處理將使圓度誤差的檢測與評價(jià)結(jié)果更為精確。一近似函數(shù)都是廠在不同分辨率子空問上的投影,通過這些投影1圓度誤差非接觸式檢測實(shí)驗(yàn)裝置的測來研究和分析r在不同子空間上的形態(tài)及特征。為了提高小波變-N晤千甲換的計(jì)算速度,實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常采用Mallat算法l】il4151,Mallat分解±/I4、,二L如圖l所示,被測工件由三爪夾緊裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定心夾緊,快速算法是一種針對離散正交小波變換的快速算法,它在小波分直流電機(jī)由單片機(jī)控制,驅(qū)動(dòng)激光測距傳感器繞主軸中心作勻速析中的地位相當(dāng)于快速Fourier變換(FFT

8、)在經(jīng)典Fourier分析中f轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為,傳感器的采樣間隔角度

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