基于準(zhǔn)CAD模型的CMM自動測量技術(shù)研究.pdf

1、三坐標(biāo)測量機(jī)CMM(CoordinateMeasuringMachine)以其獨特的測量方式，滿足對形狀誤差和位置誤差等眾多加工參數(shù)測量的要求，隨著計算機(jī)數(shù)控化開發(fā)，使得CMM測量自動化成為現(xiàn)實。在安排CMM測量路徑時，根據(jù)被測曲面特征，將曲面分為已知數(shù)學(xué)模型和未知數(shù)學(xué)模型的曲面。前者易于實現(xiàn)CMM的自動測量規(guī)劃，操作相對成熟和穩(wěn)定，而后者操作比較困難，測量誤差比較大。本文以未知模型曲面的CMM測量為研究重點，提出采用準(zhǔn)CAD模型規(guī)劃C

2、MM測量路徑。根據(jù)激光掃描儀測量速度快，測量方便等優(yōu)點，采用激光掃描儀采集數(shù)據(jù)，通過對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)拼合、數(shù)據(jù)處理、坐標(biāo)系建立等操作，建立準(zhǔn)CAD模型，以準(zhǔn)CAD模型為連接紐帶，用于解決未知模型曲面難于安排CMM測量路徑的難題。 本論文首先分析CMM的系統(tǒng)誤差：即機(jī)械結(jié)構(gòu)誤差、溫度誤差、探頭探測誤差、軟件算法誤差和測量誤差等五個方面；分析CMM的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置：即探針的選擇、探測距離的設(shè)置，探針旋轉(zhuǎn)角度的設(shè)置、探針運動速度四個方

3、面對精度的影響。采用三點共圓理論選用適合的探針。對三坐標(biāo)測量機(jī)的路徑規(guī)劃提出五點建議，其中針對物體對稱性和重疊性的特點，以葉輪為例，闡述采用對稱性進(jìn)行CMM路徑規(guī)劃的優(yōu)越性。 其次分析激光掃描儀的系統(tǒng)誤差：即機(jī)械系統(tǒng)誤差、標(biāo)定誤差、光學(xué)系統(tǒng)誤差、系統(tǒng)拼合誤差等四個方面；分析激光掃描儀系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置對精度的影響。通過分析和試驗驗證，確定了傾斜角度和工件焦距設(shè)置位置這兩個影響測量誤差的主要因素，以此為輸入樣本，建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，實

4、現(xiàn)測量誤差的軟件補償。試驗證明，此方法在很大的程度上對誤差進(jìn)行補償，提高了測量精度。 在分析現(xiàn)有CMM測量路徑算法的基礎(chǔ)上，根據(jù)準(zhǔn)CAD模型特點，本文提出基于準(zhǔn)CAD模型的矢量相似淘汰算法，此算法是根據(jù)測量鄰近點之間的曲率變化關(guān)系，優(yōu)化測量點，規(guī)劃CMM測量路徑。以VC++6.0為平臺，建立DMIS程序仿真檢驗平臺。試驗證明，經(jīng)過仿真檢驗平臺檢驗調(diào)試的DMIS程序，可以直接運用到CMM測量中，并取得了良好的測量效果。 本