大型定子葉片數(shù)字化測(cè)量及誤差評(píng)定.pdf

1、在航空航天、造船、汽車及模具等制造業(yè)領(lǐng)域，產(chǎn)品功能和外形等方面的追求日益嚴(yán)格；使得自由曲面類產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)、加工質(zhì)量以及檢測(cè)精度提出了更高的要求，也使得數(shù)字化測(cè)量及誤差評(píng)定技術(shù)在自由曲面類零件的生產(chǎn)制造中得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，數(shù)字化測(cè)量與數(shù)字化設(shè)計(jì)及加工過(guò)程的緊密結(jié)合也滿足現(xiàn)代制造業(yè)對(duì) CAD/CAM/CAE的高度集成性要求。因此，自由曲面類零件數(shù)字化測(cè)量及誤差評(píng)定技術(shù)的研究對(duì)制造業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率具有重要意義和應(yīng)用價(jià)值。本文研究

2、了大型定子葉片鑄件數(shù)字化測(cè)量及誤差評(píng)定的若干關(guān)鍵技術(shù)：數(shù)字化測(cè)量方法、數(shù)據(jù)處理、基準(zhǔn)匹配和誤差評(píng)定。
　　在數(shù)字化測(cè)量方面，探討了各種數(shù)字化測(cè)量方法，分析了大型定子葉片的外形結(jié)構(gòu)，研究了三維激光掃描測(cè)量方法與三坐標(biāo)測(cè)量方法，確定了大型定子葉片的數(shù)字化測(cè)量方案，采取基于轉(zhuǎn)站的三維激光掃描測(cè)量方法獲取了大型定子葉片完整的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
　　在點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理方面，重點(diǎn)研究了點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理中的噪聲去除和精簡(jiǎn)方法；分析了測(cè)量數(shù)據(jù)中噪聲點(diǎn)的來(lái)源

3、，針對(duì)大型定子葉片點(diǎn)云噪聲的去除提出了基于八叉樹的快速k鄰域搜索去噪方法，并獲得了良好的去噪結(jié)果；對(duì)比分析了各種精簡(jiǎn)方法的原理及其優(yōu)點(diǎn)和不足，針對(duì)大型定子葉片的點(diǎn)云精簡(jiǎn)提出了基于包圍盒法和曲率采樣的混合精簡(jiǎn)處理方法，并進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　在基準(zhǔn)匹配和誤差評(píng)定方面，研究了測(cè)量點(diǎn)云數(shù)據(jù)與 CAD模型的基準(zhǔn)匹配算法，對(duì)比分析了幾種基于 ICP改進(jìn)算法；針對(duì)大型定子葉片的實(shí)際測(cè)量點(diǎn)云與 CAD模型的基準(zhǔn)匹配提出了分階段的匹配方法，即先采用基

4、于曲率求解的算法進(jìn)行初始匹配，再采用最近點(diǎn)迭代和奇異值分解相結(jié)合的算法進(jìn)行精確匹配，并驗(yàn)證了該基準(zhǔn)匹配算法的有效性，為誤差評(píng)定奠定了基礎(chǔ)。采用點(diǎn)到曲面距離的逼近算法獲得了大型定子葉片鑄件各部位的誤差，并對(duì)誤差結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　通過(guò)對(duì)大型定子葉片鑄件的數(shù)字化測(cè)量及誤差評(píng)定技術(shù)的研究，得到了葉片的誤差分布及變形情況，研究結(jié)果可為葉片鑄模的優(yōu)化設(shè)計(jì)及后續(xù)加工提供參考；研究方法也可應(yīng)用于大型定子葉片的后續(xù)熱處理和機(jī)加工工序的檢測(cè)中，在