基于CMM復(fù)雜曲面測(cè)量的采樣方法及測(cè)頭半徑補(bǔ)償研究.pdf

1、自由曲線、自由曲面的測(cè)量是汽車、模具和螺旋錐齒輪加工等工業(yè)領(lǐng)域中一個(gè)非常重要的問題。如何對(duì)其進(jìn)行有效的、高精度的檢測(cè)，能否得到通用的檢測(cè)方法和數(shù)據(jù)處理方法是一個(gè)難題。本文以油箱外殼為研究對(duì)象，利用GLOBAL STATUS575型?？怂箍禈蚴饺鴺?biāo)測(cè)量機(jī)為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行測(cè)量試驗(yàn)，研究了測(cè)量路徑的優(yōu)化及測(cè)頭半徑補(bǔ)償?shù)膯栴}。本文完成的主要工作如下： 1.論述分析了國(guó)內(nèi)外自由曲面測(cè)量技術(shù)的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)和存在的問題?，F(xiàn)有的采樣方法對(duì)

2、未知曲面的測(cè)量具有一定的局限性，比如采樣點(diǎn)的分布不能完全體現(xiàn)曲面特性，采樣點(diǎn)過多、不易實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量等。而測(cè)頭半徑補(bǔ)償研究的難點(diǎn)是，如何在保證測(cè)量速度的同時(shí)，提高實(shí)時(shí)補(bǔ)償精度。 2.在對(duì)傳統(tǒng)的自由曲面采樣方法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了一種基于曲面自有特性的三次樣條預(yù)測(cè)方法，通過已測(cè)點(diǎn)構(gòu)建三次樣條插值函數(shù)，確定采樣點(diǎn)的數(shù)量及分布，并用Matlab軟件進(jìn)行測(cè)算。 3.應(yīng)用三次樣條預(yù)測(cè)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)油箱部件表面的點(diǎn)觸發(fā)測(cè)量，并將測(cè)得的

3、點(diǎn)擬合成曲線。通過與10次多項(xiàng)式法采集的數(shù)據(jù)對(duì)比分析，證明應(yīng)用三次樣條預(yù)測(cè)方法指導(dǎo)曲面測(cè)量可提高預(yù)測(cè)精度和測(cè)量效率，并且使采樣點(diǎn)的分布體現(xiàn)自由曲面的特征。 4.對(duì)油箱外殼進(jìn)行完整的曲面測(cè)量規(guī)劃實(shí)驗(yàn)，用Imageware軟件對(duì)測(cè)得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)曲面重建。 5.闡述了測(cè)頭半徑補(bǔ)償原理，在分析已有的二維和三維補(bǔ)償方法的基礎(chǔ)上，提出了新的基于四點(diǎn)共球理論的微球面補(bǔ)償方法。 6.應(yīng)用微球面補(bǔ)償方法，對(duì)已測(cè)得的油