精密葉輪的三坐標(biāo)測(cè)量路徑規(guī)劃.pdf

1、葉輪廣泛應(yīng)用于離心壓縮機(jī)、離心葉片泵、渦輪膨脹機(jī)、內(nèi)燃機(jī)增壓器等領(lǐng)域，是機(jī)械、化工等行業(yè)中常用的關(guān)鍵零件。精密葉輪的尺寸精度和表面質(zhì)量對(duì)機(jī)器的性能起著決定性的影響，但由于其葉片型面通常為自由曲面，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對(duì)整體葉輪葉片的數(shù)字化測(cè)量和誤差評(píng)定是保證葉片曲面加工質(zhì)量的關(guān)鍵。
　　三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)作為接觸式測(cè)量設(shè)備的典型代表，不但能對(duì)具有復(fù)雜形狀的工件的空間尺寸進(jìn)行測(cè)量，且具有測(cè)量精度高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上實(shí)現(xiàn)

2、高效、可靠地測(cè)量精密葉輪的關(guān)鍵是CMM測(cè)量路徑規(guī)劃。本文研究了精密葉輪的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)測(cè)量路徑規(guī)劃的關(guān)鍵技術(shù)：葉輪的設(shè)計(jì)與三維數(shù)字化造型、CMM頂層測(cè)量規(guī)劃、CMM底層測(cè)量路徑規(guī)劃和葉輪葉片曲面的誤差評(píng)定，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　研究了葉輪的設(shè)計(jì)過程與三維數(shù)字化造型方法，根據(jù)泵的各方面水力參數(shù)計(jì)算出葉輪主要部位的尺寸，采用非均勻有理 B樣條(NURBS)曲線構(gòu)建了葉輪主要部位的曲線，用掃成法構(gòu)造了葉片曲面，實(shí)現(xiàn)了精密葉輪的

3、三維數(shù)字化造型。為葉輪的CMM路徑規(guī)劃和葉輪表面的誤差評(píng)定奠定了基礎(chǔ)。
　　研究了精密葉輪的頂層測(cè)量規(guī)劃，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量規(guī)劃分為頂層測(cè)量規(guī)劃和底層測(cè)量規(guī)劃，頂層測(cè)量規(guī)劃主要包括：被測(cè)零件的安放與定位、CMM測(cè)頭的選擇及其空間姿態(tài)的優(yōu)化控制和虛、實(shí)測(cè)量基準(zhǔn)的融合等內(nèi)容。
　　實(shí)現(xiàn)了精密葉輪的底層測(cè)量路徑規(guī)劃，包括：測(cè)量點(diǎn)的選擇、分組、排序。分析了CMM各種掃描測(cè)量方式，基于葉片的邊界曲線重構(gòu)了輔助測(cè)量曲面，采用UV參數(shù)線法生

4、成了單個(gè)葉片曲面的測(cè)量路徑，并進(jìn)行了多葉片間的測(cè)量路徑連接，實(shí)現(xiàn)了葉輪CMM測(cè)量路徑的優(yōu)化。
　　在基準(zhǔn)匹配和誤差評(píng)定方面，研究了測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)與 CAD模型的基準(zhǔn)匹配算法，采用點(diǎn)到曲面距離的逼近算法獲得了精密葉輪葉片各部位的誤差，并對(duì)誤差結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　通過對(duì)精密葉輪的數(shù)字化測(cè)量及誤差評(píng)定技術(shù)的研究，得到了葉片各部位的誤差分布情況，研究結(jié)果可提高葉輪的加工精度；研究方法也可應(yīng)用于其它的高精度回轉(zhuǎn)體曲面零件中，在實(shí)