四軸非接觸式三坐標(biāo)測量系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代航天、航空、造船、汽車和模具工業(yè)的飛速發(fā)展，制造業(yè)產(chǎn)品模型的獲得顯得尤為重要。而實現(xiàn)這一工程中的一個必要步驟是進行零件表面三維數(shù)據(jù)的采集。在國內(nèi)外現(xiàn)階段，完成數(shù)據(jù)采集主要依靠三坐標(biāo)測量機，但接觸式測頭易劃傷工件表面，影響表面質(zhì)量。與接觸式測量相比，非接觸式測量分辨率高、測量范圍較大；能夠?qū)崿F(xiàn)零接觸測量，沒有測量力和摩擦，可方便地測量軟質(zhì)和易變形物體表面；測量速度快、采樣頻率高，可以密集地對產(chǎn)品表面進行測量，形成所謂的“點云”數(shù)據(jù)

2、；從根本上解決了接觸式測量所產(chǎn)生的各種缺陷。實驗室原有的非接觸式三坐標(biāo)激光測量儀由于結(jié)構(gòu)原因，只能對回轉(zhuǎn)體進行測量。在將其結(jié)構(gòu)改進之后，本論文以改進后的三坐標(biāo)測量儀為研究對象，對點云數(shù)據(jù)處理技術(shù)進行了深入的探討，對基于激光點光源的曲面測量方法做進一步的分析，對本三坐標(biāo)測量儀軟件主要模塊的設(shè)計進行了詳細(xì)論述。 本文研究內(nèi)容包括以下幾個方面： (1) 根據(jù)測量儀采用點云和基于曲線的模型重建兩種測量模式，給出了已知數(shù)學(xué)模型及未

3、知數(shù)學(xué)模型的建模方式，并詳細(xì)闡述了點云數(shù)據(jù)的處理方式及過程。 (2) 詳細(xì)介紹了三坐標(biāo)測量儀的硬件研制，對系統(tǒng)運動控制器、數(shù)據(jù)采集器、機械系統(tǒng)、激光測頭等硬件部件做了研究。 (3) 通過分析激光點光源的曲面測量方法，詳細(xì)設(shè)計了三坐標(biāo)測量儀掃描軟件的控制模塊，包括針對不同外形特征的零件做不同的掃描路徑設(shè)計及掃描規(guī)劃。并對軟件的主要界面和功能進行說明。 (4) 結(jié)合CAD系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口的重要性，介紹了IGES格式