基于準(zhǔn)CAD模型的CMM自動(dòng)測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)CMM(CoordinateMeasuringMachine)以其獨(dú)特的測(cè)量方式，滿足對(duì)形狀誤差和位置誤差等眾多加工參數(shù)測(cè)量的要求，隨著計(jì)算機(jī)數(shù)控化開(kāi)發(fā)，使得CMM測(cè)量自動(dòng)化成為現(xiàn)實(shí)。在安排CMM測(cè)量路徑時(shí)，根據(jù)被測(cè)曲面特征，將曲面分為已知數(shù)學(xué)模型和未知數(shù)學(xué)模型的曲面。前者易于實(shí)現(xiàn)CMM的自動(dòng)測(cè)量規(guī)劃，操作相對(duì)成熟和穩(wěn)定，而后者操作比較困難，測(cè)量誤差比較大。本文以未知模型曲面的CMM測(cè)量為研究重點(diǎn)，提出采用準(zhǔn)CAD模型規(guī)劃C

2、MM測(cè)量路徑。根據(jù)激光掃描儀測(cè)量速度快，測(cè)量方便等優(yōu)點(diǎn)，采用激光掃描儀采集數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)拼合、數(shù)據(jù)處理、坐標(biāo)系建立等操作，建立準(zhǔn)CAD模型，以準(zhǔn)CAD模型為連接紐帶，用于解決未知模型曲面難于安排CMM測(cè)量路徑的難題。 本論文首先分析CMM的系統(tǒng)誤差：即機(jī)械結(jié)構(gòu)誤差、溫度誤差、探頭探測(cè)誤差、軟件算法誤差和測(cè)量誤差等五個(gè)方面；分析CMM的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置：即探針的選擇、探測(cè)距離的設(shè)置，探針旋轉(zhuǎn)角度的設(shè)置、探針運(yùn)動(dòng)速度四個(gè)方

3、面對(duì)精度的影響。采用三點(diǎn)共圓理論選用適合的探針。對(duì)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的路徑規(guī)劃提出五點(diǎn)建議，其中針對(duì)物體對(duì)稱性和重疊性的特點(diǎn)，以葉輪為例，闡述采用對(duì)稱性進(jìn)行CMM路徑規(guī)劃的優(yōu)越性。 其次分析激光掃描儀的系統(tǒng)誤差：即機(jī)械系統(tǒng)誤差、標(biāo)定誤差、光學(xué)系統(tǒng)誤差、系統(tǒng)拼合誤差等四個(gè)方面；分析激光掃描儀系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置對(duì)精度的影響。通過(guò)分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，確定了傾斜角度和工件焦距設(shè)置位置這兩個(gè)影響測(cè)量誤差的主要因素，以此為輸入樣本，建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)

4、現(xiàn)測(cè)量誤差的軟件補(bǔ)償。試驗(yàn)證明，此方法在很大的程度上對(duì)誤差進(jìn)行補(bǔ)償，提高了測(cè)量精度。 在分析現(xiàn)有CMM測(cè)量路徑算法的基礎(chǔ)上，根據(jù)準(zhǔn)CAD模型特點(diǎn)，本文提出基于準(zhǔn)CAD模型的矢量相似淘汰算法，此算法是根據(jù)測(cè)量鄰近點(diǎn)之間的曲率變化關(guān)系，優(yōu)化測(cè)量點(diǎn)，規(guī)劃CMM測(cè)量路徑。以VC++6.0為平臺(tái)，建立DMIS程序仿真檢驗(yàn)平臺(tái)。試驗(yàn)證明，經(jīng)過(guò)仿真檢驗(yàn)平臺(tái)檢驗(yàn)調(diào)試的DMIS程序，可以直接運(yùn)用到CMM測(cè)量中，并取得了良好的測(cè)量效果。 本