發(fā)布時間：2017-03-29 09:01

  本文關(guān)鍵詞：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，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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NURBS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NURBS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,并評定了曲面的面輪廓度誤差。實驗結(jié)果很好地驗證了所提出的方法的可行性和可靠性。
【關(guān)鍵詞】：自由曲面 加工誤差 在機測量 NURBS曲面控制點 誤差評定
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TG806
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• 第一章 緒論11-22
• 本章摘要11
• 1.1 論文研究背景與研究意義11-13
• 1.1.1 論文研究背景11-12
• 1.1.2 論文研究意義12-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢13-19
• 1.2.1 自由曲面測量13-16
• 1.2.2 測頭半徑補償16-17
• 1.2.3 NURBS曲面重構(gòu)技術(shù)17-19
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)體系和主要研究內(nèi)容19-22
• 1.3.1 論文的總體框架19-20
• 1.3.2 論文主要研究內(nèi)容20-22
• 第二章 NURBS曲面控制點重構(gòu)方法22-40
• 本章摘要22
• 2.1 NURBS曲面的表達形式22-24
• 2.1.1 有理分式表示22-23
• 2.1.2 有理基函數(shù)表示23-24
• 2.1.3 齊次坐標表示24
• 2.2 NURBS曲面的性質(zhì)24-25
• 2.3 NURBS曲面導矢計算25-28
• 2.3.1 B樣條曲面的偏導矢25-26
• 2.3.2 NURBS曲面的偏導矢26-27
• 2.3.3 NURBS曲面法矢27-28
• 2.4 NURBS曲面的重構(gòu)方法28-32
• 2.4.1 插入節(jié)點28-30
• 2.4.2 修改權(quán)因子30-31
• 2.4.3 修改控制點31-32
• 2.5 基于優(yōu)化約束的NURBS曲面控制點重構(gòu)32-34
• 2.6 NURBS曲面圖形化顯示及IGES文件輸出34-38
• 2.6.1 IGES文件介紹35-36
• 2.6.2 讀取IGES文件36-37
• 2.6.3 IGES文件輸出37-38
• 2.6.4 NURBS曲面OpenGL顯示38
• 2.7 本章小結(jié)38-40
• 第三章 自由曲面在機測量系統(tǒng)40-51
• 本章摘要40
• 3.1 曲面在機測量系統(tǒng)40-42
• 3.1.1 曲面在機測量系統(tǒng)介紹40-41
• 3.1.2 曲面在機測量系統(tǒng)的特性41-42
• 3.2 曲面在機測量系統(tǒng)設(shè)置42-45
• 3.2.1 測頭開啟/關(guān)閉方式設(shè)置42-44
• 3.2.2 測頭標定44
• 3.2.3 測頭配對44-45
• 3.3 曲面在機測量系統(tǒng)測量過程45-47
• 3.3.1 X、Y和Z單個平面測量46
• 3.3.2 內(nèi)孔和外圓測量46
• 3.3.3 凸臺和凹槽測量46-47
• 3.4 測頭半徑補償47-49
• 3.5 測點規(guī)劃49-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 第四章 基于NURBS控制點重構(gòu)的加工誤差及其評定51-57
• 本章摘要51
• 4.1 曲面的加工誤差51-54
• 4.1.1 曲面的加工誤差51-52
• 4.1.2 點到曲面的最小距離52
• 4.1.3 曲面加工誤差計算52-54
• 4.2 曲面加工誤差評定54-56
• 4.2.1 曲面的面輪廓度誤差54-55
• 4.2.2 曲面的面輪廓度誤差評定方法55-56
• 4.2.3 曲面的面輪廓度誤差計算56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 第五章 實驗研究57-68
• 本章摘要57
• 5.1 實驗方案設(shè)計57-58
• 5.2 實驗過程58-64
• 5.2.1 NURBS曲面零件設(shè)計58-59
• 5.2.2 NURBS曲面零件加工59-61
• 5.2.3 測量坐標系標定61-62
• 5.2.4 測點規(guī)劃62-63
• 5.2.5 加工曲面測量63-64
• 5.3 實驗結(jié)果分析64-67
• 5.3.1 基于NURBS控制點重構(gòu)的加工曲面64-65
• 5.3.2 基于Imagware軟件重構(gòu)的加工曲面65-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)和展望68-71
• 6.1 總結(jié)68-69
• 6.2 展望69-71
• 攻讀碩士學位論文期間發(fā)表的論文和參加科研情況71-72
• 參考文獻72-74

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：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，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：274073