本文關鍵詞：基于CMM復雜曲面測量的采樣方法及測頭半徑補償研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 自由曲線、自由曲面的測量是汽車、模具和螺旋錐齒輪加工等工業(yè)領域中一個非常重要的問題。如何對其進行有效的、高精度的檢測,能否得到通用的檢測方法和數(shù)據(jù)處理方法是一個難題。本文以油箱外殼為研究對象,利用GLOBAL STATUS575型�？怂箍禈蚴饺鴺藴y量機為實驗平臺進行測量試驗,研究了測量路徑的優(yōu)化及測頭半徑補償?shù)膯栴}。本文完成的主要工作如下: 1.論述分析了國內外自由曲面測量技術的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和存在的問題�，F(xiàn)有的采樣方法對未知曲面的測量具有一定的局限性,比如采樣點的分布不能完全體現(xiàn)曲面特性,采樣點過多、不易實現(xiàn)實時測量等。而測頭半徑補償研究的難點是,如何在保證測量速度的同時,提高實時補償精度。 2.在對傳統(tǒng)的自由曲面采樣方法進行分析的基礎上,提出了一種基于曲面自有特性的三次樣條預測方法,通過已測點構建三次樣條插值函數(shù),確定采樣點的數(shù)量及分布,并用Matlab軟件進行測算。 3.應用三次樣條預測方法實現(xiàn)對油箱部件表面的點觸發(fā)測量,并將測得的點擬合成曲線。通過與10次多項式法采集的數(shù)據(jù)對比分析,證明應用三次樣條預測方法指導曲面測量可提高預測精度和測量效率,并且使采樣點的分布體現(xiàn)自由曲面的特征。 4.對油箱外殼進行完整的曲面測量規(guī)劃實驗,用Imageware軟件對測得的點云數(shù)據(jù)進行預處理,實現(xiàn)曲面重建。 5.闡述了測頭半徑補償原理,在分析已有的二維和三維補償方法的基礎上,提出了新的基于四點共球理論的微球面補償方法。 6.應用微球面補償方法,對已測得的油箱外殼數(shù)據(jù)進行半徑補償,通過與B樣條曲面擬合補償法進行分析比較,驗證并其運量算小于B樣條曲面擬合補償法,更適合實時補償。并且在自由曲面的曲率變化急劇時,補償精度要高于B樣條曲面擬合補償法。 通過測算分析和測量規(guī)劃實驗證明,論文提出的基于三次樣條插值的采樣方法和基于四點共球理論的測頭半徑補償方法實現(xiàn)了對自由曲面的測量優(yōu)化,滿足了使用要求,有一定的實際應用價值。
【關鍵詞】：三坐標測量機 測量規(guī)劃 采樣方法 測頭半徑補償
【學位授予單位】：中南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TH721
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 課題背景9-12
• 1.1.1 三坐標測量機概述9-11
• 1.1.2 三坐標測量機的發(fā)展方向11-12
• 1.2 國內外自由曲面測量技術的研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 自由曲面測量方法的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題12-15
• 1.2.2 測量路徑規(guī)劃的相關研究15-16
• 1.2.3 測頭半徑補償?shù)南嚓P研究16-17
• 1.3 課題的主要研究內容及意義17-18
• 1.3.1 本課題的主要研究內容17
• 1.3.2 本課題的研究意義17-18
• 第二章 測量路徑與采樣方法的優(yōu)化設計18-33
• 2.1 理論測量路徑的模型18-19
• 2.2 測量點的優(yōu)化19-23
• 2.2.1 測量點的優(yōu)化原則19-20
• 2.2.2 傳統(tǒng)的采樣方法分析20-23
• 2.3 基于三次樣條插值的采樣方法23-31
• 2.3.1 三次樣條預測的原理23-25
• 2.3.2 理想狀態(tài)下的三次樣條預測方法分析與比較25-28
• 2.3.3 三次樣條預測方法的實例應用28-31
• 2.4 定位點的自動生成31-32
• 2.5 本章小結32-33
• 第三章 曲面測量規(guī)劃實例及分析33-50
• 3.1 測量規(guī)劃問題與規(guī)則形狀樣件的測量33-37
• 3.1.1 測量規(guī)劃問題概述33
• 3.1.2 規(guī)則形狀樣件的測量規(guī)劃33-37
• 3.2 測量實驗準備37-39
• 3.2.1 實驗平臺概述37-38
• 3.2.2 測頭測座系統(tǒng)38
• 3.2.3 測量軟件38-39
• 3.3 曲面測量規(guī)劃39-47
• 3.3.1 定義并校驗測頭39-40
• 3.3.2 樣件坐標系的建立40
• 3.3.3 測量模式的選擇40-43
• 3.3.4 曲面片測量區(qū)域的劃分43-45
• 3.3.5 掃描邊界及掃描路徑的確定45-46
• 3.3.6 參數(shù)設置46-47
• 3.3.7 測量樣件47
• 3.4 曲面重建47-49
• 3.4.1 點云處理47-48
• 3.4.2 利用Imageware進行曲面重建48-49
• 3.5 本章小結49-50
• 第四章 基于四點共球理論的測頭半徑補償方法50-61
• 4.1 測頭半徑補償原理與分析50-54
• 4.1.1 測頭半徑補償原理50-51
• 4.1.2 常用的測頭半徑補償方法分析51-54
• 4.2 基于四點共球理論的三維補償方法54-55
• 4.3 微球面補償法的精度分析與比較55-60
• 4.4 本章小結60-61
• 第五章 全文總結61-62
• 參考文獻62-67
• 致謝67-68
• 攻讀學位期間主要的研究成果68

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 顧承揚;李文龍;熊有倫;;曲線三坐標測量機的自適應測量方法及應用[J];裝備制造技術;2010年12期

2 張壯志;孔嘯;梁建光;孔飛;;鋁合金曲面薄壁件柔性工裝夾具的加工性能研究[J];組合機床與自動化加工技術;2013年06期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 薛瑩;基于閉環(huán)理論的自由曲面CMM測量和建模的研究[D];江南大學;2010年

2 李氈紅;自由曲面表面加工質量的在線實時檢測技術[D];西華大學;2011年

3 劉鳴華;基于結構仿生的派生曲面研究[D];燕山大學;2011年

4 顧承揚;發(fā)動機類復雜曲面零件數(shù)字化設計關鍵技術研究[D];華中科技大學;2011年

5 花晨亮;基于閉環(huán)理論的復合曲面重構的研究[D];江南大學;2012年

6 王鑫;單目視覺輔助的三坐標測量機測量路徑規(guī)劃[D];燕山大學;2013年

  本文關鍵詞：基于CMM復雜曲面測量的采樣方法及測頭半徑補償研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：361557