精密葉輪的三坐標測量路徑規(guī)劃.pdf

1、葉輪廣泛應用于離心壓縮機、離心葉片泵、渦輪膨脹機、內燃機增壓器等領域，是機械、化工等行業(yè)中常用的關鍵零件。精密葉輪的尺寸精度和表面質量對機器的性能起著決定性的影響，但由于其葉片型面通常為自由曲面，結構較為復雜，對整體葉輪葉片的數(shù)字化測量和誤差評定是保證葉片曲面加工質量的關鍵。
　　三坐標測量機(CMM)作為接觸式測量設備的典型代表，不但能對具有復雜形狀的工件的空間尺寸進行測量，且具有測量精度高、適應性強等優(yōu)點。在三坐標測量機上實現(xiàn)

2、高效、可靠地測量精密葉輪的關鍵是CMM測量路徑規(guī)劃。本文研究了精密葉輪的三坐標測量機(CMM)測量路徑規(guī)劃的關鍵技術：葉輪的設計與三維數(shù)字化造型、CMM頂層測量規(guī)劃、CMM底層測量路徑規(guī)劃和葉輪葉片曲面的誤差評定，并進行了實驗驗證。
　　研究了葉輪的設計過程與三維數(shù)字化造型方法，根據(jù)泵的各方面水力參數(shù)計算出葉輪主要部位的尺寸，采用非均勻有理 B樣條(NURBS)曲線構建了葉輪主要部位的曲線，用掃成法構造了葉片曲面，實現(xiàn)了精密葉輪的

3、三維數(shù)字化造型。為葉輪的CMM路徑規(guī)劃和葉輪表面的誤差評定奠定了基礎。
　　研究了精密葉輪的頂層測量規(guī)劃，三坐標測量機測量規(guī)劃分為頂層測量規(guī)劃和底層測量規(guī)劃，頂層測量規(guī)劃主要包括：被測零件的安放與定位、CMM測頭的選擇及其空間姿態(tài)的優(yōu)化控制和虛、實測量基準的融合等內容。
　　實現(xiàn)了精密葉輪的底層測量路徑規(guī)劃，包括：測量點的選擇、分組、排序。分析了CMM各種掃描測量方式，基于葉片的邊界曲線重構了輔助測量曲面，采用UV參數(shù)線法生

4、成了單個葉片曲面的測量路徑，并進行了多葉片間的測量路徑連接，實現(xiàn)了葉輪CMM測量路徑的優(yōu)化。
　　在基準匹配和誤差評定方面，研究了測量點坐標與 CAD模型的基準匹配算法，采用點到曲面距離的逼近算法獲得了精密葉輪葉片各部位的誤差，并對誤差結果進行了對比實驗驗證。
　　通過對精密葉輪的數(shù)字化測量及誤差評定技術的研究，得到了葉片各部位的誤差分布情況，研究結果可提高葉輪的加工精度；研究方法也可應用于其它的高精度回轉體曲面零件中，在實