基于NURBS控制點重構(gòu)的曲面加工誤差測量與評定技術(shù)研究.pdf

1、隨著汽車、模具和航空航天等行業(yè)的發(fā)展，具有自由曲面的零件在這些行業(yè)中的應用越來越廣泛，對零件的制造精度要求也變得越來越高。自由曲面零件加工誤差的測量和分析對提高零件的加工精度有重要的研究意義。NURBS方法在表示自由曲面時有很多優(yōu)勢，在加工曲面重構(gòu)方面的應用很廣泛。因此，在NURBS曲面理論的基礎(chǔ)上研究自由曲面零件加工誤差的測量技術(shù)對提高零件加工精度有十分重要的意義。本文在深入研究NURBS曲面相關(guān)理論知識和自由曲面測量技術(shù)的基礎(chǔ)上，提

2、出了一種新的基于在機測量NURBS曲面控制點重構(gòu)的方法，該理論方法能有效快速地進行自由曲面加工誤差的分析和評定。
　　首先，本文闡述了論文的研究背景和研究意義，詳細介紹了自由曲面測量技術(shù)中的三坐標機測量技術(shù)、在機測量技術(shù)和NURBS曲面重構(gòu)技術(shù)等領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，簡單介紹了曲面測量中的測頭半徑補償技術(shù)，歸納了論文的框架和主要研究內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上分析了通過修改NURBS曲面形狀來重構(gòu)NURBS曲面的技術(shù)，結(jié)合約束優(yōu)化的思想提出了基于N

3、URBS曲面控制點重構(gòu)的曲面重構(gòu)技術(shù)，利用VC++和OpenGL技術(shù)解決了NURBS曲面IGES文件的讀寫和顯示問題。
　　其次，提出了一種基于NURBS控制點重構(gòu)的在機測量技術(shù)。與傳統(tǒng)的三坐標機測量技術(shù)相比，該方法結(jié)合NURBS控制點重構(gòu)理論，可以在不移動零件的前提下在機床上直接進行測量，可以減小因零件重新定位而引起的誤差，有利于精確測得加工曲面的加工誤差。在此基礎(chǔ)上重點分析了曲面測量過程中的測頭半徑補償技術(shù)，提出了基于NURB

4、S曲面法矢的測頭補償技術(shù)，并簡單分析了曲面測量時的測點規(guī)劃問題。在基于NURBS曲面控制點重構(gòu)的方法重構(gòu)加工曲面的基礎(chǔ)上，利用優(yōu)化算法計算加工曲面到理論曲面間的最小距離，并以此來表示曲面的法向誤差;結(jié)合形位公差中的面輪廓度誤差對曲面的加工誤差進行了評定。
　　最后，針對所提出的基于在機測量NURBS曲面控制點重構(gòu)的方法進行了實驗研究。利用加工曲面上測點的坐標數(shù)據(jù)重構(gòu)加工曲面，通過比較加工曲面和理論曲面獲得曲面的加工誤差，并評定了曲