復(fù)雜曲面零件在機(jī)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、多傳感器集成的在機(jī)測(cè)量技術(shù)是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面零件設(shè)計(jì)-加工-測(cè)量一體化制造的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一,它涵蓋了傳感器的標(biāo)定、規(guī)劃、數(shù)據(jù)處理等單一傳感器技術(shù)內(nèi)容,同時(shí)又引入了多傳感器系統(tǒng)全局標(biāo)定、組合測(cè)量策略與數(shù)據(jù)處理等新問(wèn)題,并且需要考慮在機(jī)測(cè)量的高效率的要求。本學(xué)位論文針對(duì)葉片等復(fù)雜曲面的多軸加工中的在機(jī)測(cè)量技術(shù),重點(diǎn)探討了接觸式測(cè)頭-關(guān)節(jié)臂激光掃描儀集成的在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的全局標(biāo)定、接觸式測(cè)點(diǎn)規(guī)劃、曲面誤差分析及組合測(cè)量等關(guān)鍵技術(shù),主要研究工作和創(chuàng)

2、新之處體現(xiàn)在:
　　(1)提出了接觸式測(cè)頭-關(guān)節(jié)臂激光掃描儀集成的復(fù)雜曲面在機(jī)組合測(cè)量系統(tǒng)全局標(biāo)定新方法,分析了已有的全局標(biāo)定方法的優(yōu)缺點(diǎn),選擇簡(jiǎn)單六面體零件為標(biāo)定靶標(biāo),建立了基于單位四元數(shù)表達(dá)的全局標(biāo)定模型,根據(jù)數(shù)據(jù)的聚類特性建立了單位四元數(shù)球面上的點(diǎn)數(shù)據(jù)和二值圖像的映射關(guān)系,應(yīng)用數(shù)字圖像處理中灰度圖像矩的方法進(jìn)行標(biāo)定數(shù)據(jù)的優(yōu)化,得到最優(yōu)的標(biāo)定矩陣。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該方法選計(jì)算量小、標(biāo)定速度快精度高,克服了復(fù)雜特征靶標(biāo)和自標(biāo)

3、定兩類方法需要大量的數(shù)據(jù)處理的不足,更適合于接觸測(cè)頭-關(guān)節(jié)臂激光掃描儀在機(jī)組合的全局標(biāo)定;
　　(2)提出了基于曲面質(zhì)量的截面相似曲面接觸式測(cè)點(diǎn)規(guī)劃算法,定義了曲線質(zhì)量、曲面質(zhì)量和截面相似曲面,建立了曲面質(zhì)量坐標(biāo)系下的曲面表達(dá)模型,通過(guò)將曲面質(zhì)量均勻化實(shí)現(xiàn)曲面按照曲率的展開。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用擴(kuò)展的Hammersley序列方法規(guī)劃出接觸式測(cè)量點(diǎn)的位置。仿真和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與常用的等參數(shù)法、隨機(jī)法進(jìn)行了比較,結(jié)果表明該算法可以在相同的測(cè)點(diǎn)

4、數(shù)目下,取得了比其他方法更高的測(cè)量精度,體現(xiàn)了用較少的測(cè)點(diǎn)數(shù)目獲得較高的測(cè)量精度的特點(diǎn),非常適合快速高精度的在機(jī)測(cè)量;
　　(3)研究了基于誤差分析的復(fù)雜曲面零件接觸式測(cè)頭-關(guān)節(jié)臂激光掃描儀組合測(cè)量方法,建立了曲面誤差和輪廓誤差的計(jì)算方法,并通過(guò)分析輪廓誤差等值線確定了重采樣區(qū)域,利用形態(tài)學(xué)骨架線算法抽取出采樣路徑并由接觸式測(cè)頭完成二次測(cè)量,兩次測(cè)量結(jié)果集成起來(lái)為加工參數(shù)的選取提供依據(jù)。實(shí)驗(yàn)表明,根據(jù)本文測(cè)量結(jié)果對(duì)曲面誤差不同區(qū)域