基于準CAD模型的CMM自動測量技術研究.pdf

1、三坐標測量機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測量的要求，隨著計算機數控化開發(fā)，使得CMM測量自動化成為現實。在安排CMM測量路徑時，根據被測曲面特征，將曲面分為已知數學模型和未知數學模型的曲面。前者易于實現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CAD模型規(guī)劃C

2、MM測量路徑。根據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據，通過對測量數據進行數據拼合、數據處理、坐標系建立等操作，建立準CAD模型，以準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：即機械結構誤差、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)參數設置：即探針的選擇、探測距離的設置，探針旋轉角度的設置、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。對三坐標測量機的路徑規(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：即機械系統(tǒng)誤差、標定誤差、光學系統(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)參數設置對精度的影響。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神經網絡模型，實

4、現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行補償，提高了測量精度。 在分析現有CMM測量路徑算法的基礎上，根據準CAD模型特點，本文提出基于準CAD模型的矢量相似淘汰算法，此算法是根據測量鄰近點之間的曲率變化關系，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，經過仿真檢驗平臺檢驗調試的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