發(fā)布時(shí)間：2017-10-07 18:37

  本文關(guān)鍵詞：基于五軸在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)頭半徑補(bǔ)償方法研究

  更多相關(guān)文章： 在機(jī)測(cè)量 測(cè)頭半徑補(bǔ)償 Delaunay三角網(wǎng)格劃分 B樣條曲面擬合

【摘要】：復(fù)雜曲面類零件在航空航天、造船及汽車工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,但是其加工和測(cè)量成本高、加工質(zhì)量難以保證。在機(jī)測(cè)量是復(fù)雜曲面類零件測(cè)量的主要研究方向之一,在先進(jìn)制造領(lǐng)域具有極其重要的作用,較傳統(tǒng)的測(cè)量方法具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。因此,研究基于五軸加工中心的在機(jī)測(cè)量系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面類零件的加工測(cè)量一體化,避免工件二次裝夾,對(duì)于保證其加工質(zhì)量有著重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文主要針對(duì)五軸在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)中測(cè)頭半徑補(bǔ)償精度不足,效率低下的問題,采用三角網(wǎng)格模型和曲面重構(gòu)技術(shù),提出了基于三角網(wǎng)格模型的測(cè)頭半徑補(bǔ)償方法和基于三角網(wǎng)格與曲面重構(gòu)的測(cè)頭半徑補(bǔ)償方法,主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)詳細(xì)闡述了五軸在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的組成和工作原理,歸納并總結(jié)了影響在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度的誤差來(lái)源。對(duì)在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的主要誤差來(lái)源進(jìn)行了分類,全面分析了誤差源對(duì)其測(cè)量精度的影響,為減小測(cè)量誤差奠定了理論基礎(chǔ)。(2)通過(guò)對(duì)現(xiàn)有測(cè)頭半徑補(bǔ)償方法進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和總結(jié),提出了基于三角網(wǎng)格模型的測(cè)頭半徑補(bǔ)償方法。通過(guò)Delaunay法對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行三角網(wǎng)格劃分,分別求出各三角面片的法矢,以含同一頂點(diǎn)的三角形法矢的加權(quán)平均值近似作為該采樣點(diǎn)處測(cè)頭運(yùn)動(dòng)軌跡曲面的法矢進(jìn)行測(cè)頭半徑補(bǔ)償。最后通過(guò)實(shí)例驗(yàn)證了該方法對(duì)曲率較小且法矢與xoy平面夾角較大的曲面,在采樣密度較小的情況下,半徑補(bǔ)償精度能達(dá)到很高,可到微米級(jí)。(3)通過(guò)對(duì)基于三角網(wǎng)格模型的半徑補(bǔ)償方法進(jìn)行分析,在曲面曲率較大或曲面法矢與xoy平面夾角較小時(shí),需要很高的采樣密度才能保證測(cè)頭半徑補(bǔ)償誤差很小,提出了基于三角網(wǎng)格和曲面重構(gòu)的測(cè)頭半徑補(bǔ)償方法。通過(guò)對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行分類,接著對(duì)曲面曲率較大或曲面法矢與xoy平面夾角較小采樣點(diǎn)集進(jìn)行B樣條曲面重構(gòu),以重構(gòu)曲面的法矢對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行測(cè)頭半徑補(bǔ)償;對(duì)曲面曲率較小且曲面法矢與xoy平面夾角較大采樣點(diǎn)集利用基于三角網(wǎng)格模型的測(cè)頭半徑補(bǔ)償方法進(jìn)行補(bǔ)償,即完成了所有采樣點(diǎn)的測(cè)頭半徑補(bǔ)償。最后,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),證實(shí)該方法提高了測(cè)頭半徑補(bǔ)償精度。
【關(guān)鍵詞】：在機(jī)測(cè)量 測(cè)頭半徑補(bǔ)償 Delaunay三角網(wǎng)格劃分 B樣條曲面擬合
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景及意義10-12
• 1.2 在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)硬件發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)軟件發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.3 測(cè)頭半徑補(bǔ)償研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 課題研究?jī)?nèi)容18-19
• 第2章 五軸在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)組成與誤差來(lái)源分析19-30
• 2.1 五軸在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)組成和工作原理19-22
• 2.1.1 五軸在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)組成19-21
• 2.1.2 在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的基本原理和工作流程21-22
• 2.2 五軸在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)主要誤差來(lái)源分析22-29
• 2.2.1 機(jī)床機(jī)構(gòu)誤差23-25
• 2.2.2 力變形誤差25-26
• 2.2.3 熱變形誤差26
• 2.2.4 測(cè)頭測(cè)量誤差26-28
• 2.2.5 測(cè)量方法誤差28-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第3章 基于三角網(wǎng)格模型的測(cè)頭半徑補(bǔ)償30-47
• 3.1 測(cè)頭半徑補(bǔ)償原理30-31
• 3.2 測(cè)頭半徑補(bǔ)償常用方法31-35
• 3.2.1 三點(diǎn)共圓法31-32
• 3.2.2 微平面法32-33
• 3.2.3 微球面法33-34
• 3.2.4 曲面擬合法34-35
• 3.3 基于三角網(wǎng)格模型的測(cè)頭半徑補(bǔ)償方法35-40
• 3.3.1 基本原理35-36
• 3.3.2 Delaunay三角網(wǎng)格劃分36-37
• 3.3.3 三角網(wǎng)格頂點(diǎn)法矢的計(jì)算37-40
• 3.3.4 測(cè)頭半徑補(bǔ)償40
• 3.4 精度分析40-41
• 3.5 應(yīng)用實(shí)例41-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第4章 基于三角網(wǎng)格和曲面重構(gòu)的測(cè)頭半徑補(bǔ)償47-62
• 4.1 基本原理47-48
• 4.2 B樣條曲線方程48-49
• 4.3 采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)插值及重采樣49-54
• 4.3.1 B樣條曲線反算50-53
• 4.3.2 數(shù)據(jù)點(diǎn)重采樣53-54
• 4.4 B樣條曲面方程54
• 4.5 B樣條曲面重構(gòu)54-57
• 4.5.1 節(jié)點(diǎn)矢量的確定54-56
• 4.5.2 反算控制頂點(diǎn)56-57
• 4.6 曲面法矢計(jì)算57-58
• 4.7 平緩曲面區(qū)域測(cè)頭半徑補(bǔ)償58
• 4.8 應(yīng)用實(shí)例58-61
• 4.9 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67

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