【摘要】：虛擬齒輪測量中心是采用虛擬技術以真實齒輪測量中心為原型開發(fā)的一套軟件系統(tǒng),主要用于完成真實齒輪測量中心的運動和測量過程仿真及數據處理與分析,可針對采用三角面片構建的虛擬工件進行碰撞檢測。在碰撞檢測過程中,原有的遍歷式掃描檢測算法需計算測頭相對于組成工件的每個三角面片的距離,碰撞檢測時間過長,碰撞檢測速度與測量運動速度不匹配,從而導致測量結果存在粗大誤差甚至系統(tǒng)死機現象。針對上述問題,為了提高碰撞檢測速度,本文提出了工件模型分區(qū)預處理+遍歷式掃描檢測的方法。該方法在碰撞檢測前將工件模型劃分成多個區(qū)域,碰撞檢測過程中先進行測頭和各個區(qū)域的相交測試,在相交區(qū)域中利用遍歷式掃描算法進行碰撞距離計算,并返回正確的觸測矢量。首先,通過分析經典小方塊體素剖分法,針對回轉體工件的特性提出了小扇區(qū)體素剖分工件模型預處理方法。接著,針對虛擬齒輪測量中心采樣數據不同步問題,進行了多通道數據采樣同步性設計。其次,進行了扇區(qū)搜索+遍歷式掃描算法的程序設計,分析了算法評測需求,編制了算法評測軟件,通過構建圓棒、齒輪等回轉體工件模型,進行了算法可行性、算法效率及扇區(qū)體素剖分系數優(yōu)選等評測實驗,通過實驗驗證了算法設計的可行性和正確性。最后,對整個虛擬齒輪測量中心進行了實例仿真,完成了零點校正與分析,不同精度的漸開線樣板仿真測量和誤差分析。最終實現了漸開線齒輪齒廓、螺旋線及齒距項目的仿真測量,為以后開展齒輪測量中心的誤差傳遞機理分析以及復雜工件測量程序開發(fā)等工作奠定了良好基礎。
[Abstract]:Virtual gear measuring center is a set of software system developed with virtual technology based on real gear measuring center. It is mainly used to simulate the motion and measurement process of real gear measuring center and to process and analyze the data. Collision detection can be carried out for the virtual workpiece constructed by triangulation. In the process of collision detection, the original ergodic scan detection algorithm needs to calculate the distance between the probe and each triangular surface of the workpiece, the collision detection time is too long, and the speed of collision detection does not match the velocity of measurement. This results in gross error and even system crash. In order to improve the speed of collision detection, an ergodic scan detection method for workpiece model preprocessing is proposed in this paper. Before collision detection, the workpiece model is divided into several regions. In the process of collision detection, the intersection of the probe and each region is tested, and the collision distance is calculated by traversal scanning algorithm in the intersection region. And return the correct touch vector. Firstly, based on the analysis of the classical small block voxel partition method, a preprocessing method of the small sector voxel partition model is proposed for the characteristics of the rotary workpiece. Then, the synchronization design of multi-channel data sampling is carried out to solve the problem of synchronization of sampling data in virtual gear measurement center. Secondly, the program design of sector search traversal scanning algorithm is carried out, the algorithm evaluation requirements are analyzed, and the algorithm evaluation software is developed. The feasibility of the algorithm is carried out by constructing the workpiece model of rotary body, such as round bar, gear and so on. The feasibility and correctness of the algorithm design are verified by experiments such as the efficiency of the algorithm and the optimal selection of sector voxel partition coefficient. Finally, the simulation of the whole virtual gear measuring center is carried out, the zero correction and analysis, the simulation measurement of involute template with different precision and the error analysis are completed. Finally, the simulation measurement of involute gear tooth profile, helix and pitch is realized, which lays a good foundation for the analysis of error transfer mechanism of gear measuring center and the development of complex workpiece measuring program in the future.
【學位授予單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG86

【參考文獻】

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1 吳耕宇;潘懋;郭艷軍;李兆亮;;改進的點到三角網距離快捷算法[J];計算機輔助設計與圖形學學報;2014年03期

2 解祥榮;徐海黎;;三維模型的讀取與體素化[J];南通大學學報(自然科學版);2011年01期

3 張福宇;王建華;;虛擬齒輪測量中心的碰撞算法[J];工具技術;2011年02期

4 陳虹;馮灝;王建華;;虛擬齒輪測量中心及其應用[J];工具技術;2011年02期

5 陳學工;邱華;付金華;馬金金;;基于三角形不規(guī)則網模型的快速體素化方法[J];計算機應用;2010年12期

6 任鍇;王建華;白玉羚;;虛擬齒輪測量中心的運動建模中碰撞檢測的研究[J];工具技術;2010年01期

7 白玉羚;勞奇成;;虛擬齒輪測量中心的運動建模研究[J];工具技術;2009年02期

8 勞奇成;劉志紅;;虛擬CNC齒輪測量中心的建模和過程仿真[J];西安工業(yè)大學學報;2007年05期

9 劉志紅;勞奇成;;虛擬CNC的齒輪測量中心[J];機電工程;2007年04期

10 隋天中;張明川;崔虹雯;;基于虛擬樣機技術的VCMM構建與測量方法[J];東北大學學報;2006年07期

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1 王君良;三維網格模型球體逼近與四面體化算法研究[D];浙江理工大學;2014年

2 黃煜;虛擬齒輪測量中心的掃描檢測技術[D];西安工業(yè)大學;2013年

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4 朱曉濤;面向正則體積顯示的三維模型體素化研究[D];浙江大學;2013年

5 譚傳超;虛擬CNC齒輪測量中心的運動控制和系統(tǒng)整合[D];西安工業(yè)大學;2012年

6 馮灝;虛擬工件的幾何建模研究[D];西安工業(yè)大學;2012年

7 陳虹;虛擬齒輪測量中心可視化系統(tǒng)的設計與開發(fā)[D];西安工業(yè)大學;2011年

8 張福宇;虛擬齒輪測量中心的觸測檢測[D];西安工業(yè)大學;2011年

9 楊眉;虛擬環(huán)境中碰撞檢測問題的研究[D];青島科技大學;2009年

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本文編號：2253098