自由曲面CMM测量中球头半径空间补偿方法的研究

为解决自由曲面CMM测量中测头半径补偿问题，沿用了基于测头中心点所在曲面法矢估算的空间补偿方法，引入转动惯量法进行测头中心点所在曲面各点处法矢的求解，并解决了边界点补偿的问题。该方法避免了根据离散点构建样条曲面而进行大量而复杂的计算过程，数据处理简单，并可通过程序实现，具有较高的效率。     

三坐标测量机测头半径补偿的新方法

用三坐标测量机进行测量时,需要对测头半径进行补偿。在对现有的测头半径补偿方法进行分析的基础上,提出一种“四点共球法”,实现了对测头半径的补偿。在阐述四点共球法原理的同时,给出了它的运算量和采集数据点的方法。然后,对该方法的补偿精度做了初步分析,并给出保证补偿精度的注意事项及进一步提高补偿精度的方法,以一个补偿实例进行验证,结果表明四点共球法可以满足绝大多数工程测量,具有一定的实际应用价值。     

一种复杂曲面测量新技术的理论研究

论文介绍了一种利用圆环形滚轮测头测量复杂曲面的新技术,提出了反求曲面廓形数据点的测量原理。应用此原理将测头中心点数据转化为实际接触点数据,可弥补球形测头断续接触式测量中的测量速度慢、效率低,非接触式激光测量中精度易受切削液等污物影响、设备成本高等多方面的不足。同时,也使一些回转曲面类零件实现了在线、在机及加工现场的快速测量。最后,通过数学验证证明了该测量理论的正确性。     

轮廓仪非球面接触测量的核回归误差补偿算法

利用轮廓仪对非球面进行接触测量时,测头的接触测量力通常会引起形变误差。为了降低该误差引起的精度损失,提出了基于核回归的误差补偿方法。首先,根据长度计在非球面上的接触测量力,建立长度计的测头和测杆的形变模型,分析接触面形变与测杆弯曲形变引起的测量误差。其次,使用核回归法对非球面矢高测量数据进行局部加权拟合,建立非球面斜率测量的误差补偿模型。将该方法应用于金属抛物面元件的曲率、曲面常数、表面轮廓和粗糙度的测量。实验结果表明,通过接触测量力的误差补偿,测量误差可降低30μm,有效的提高了非球面接触测量精度。     

视觉引导下的自由曲面CMM测量

雕塑形体是航空、汽车工业中常见对象,在其设计、制造过程中常涉及CMM测量.当缺乏测量对象CAD模型时,CMM测量多由人工操作,效率低下.介绍了一种基于计算机视觉的自由曲面自动测量方法,先用在待测对象表面标记出曲面特征线,通过视觉技术重构特征线;然后经曲面拟合,得到测量区域初始的数学模型,由此,生成CMM的采样点以及测头半径补偿数据.对一个轿车模型曲面进行了CMM测量,初步验证了本方法的有效性.     

新型环面蜗杆成形法加工的分析与验证

新型环面蜗杆副是一种改进的传动形式,基于成形法加工,提出蜗杆廓面加工误差的评定方法,验证实际加工的可行性.利用三坐标测量机的接触式测量方法获得蜗杆廓面上离散点的坐标值,经测头半径补偿、坐标系转换将实际测点和理论测点进行匹配,借助双三次B样条曲面拟合获得实际加工的环面蜗杆廓面,采用法向误差法获得了蜗杆的齿形误差图,并分析了该误差对啮合点的影响.结果表明齿形误差小于0.0021mm,且实际齿形误差图和理论齿形误差图的变化趋势一致,实际啮合点符合设计要求,从而验证了加工方法的正确性.     

基于曲率的曲面等效磁性研磨策略研究

在现有三坐标磁性研磨设备上进行曲面类零件加工时,由于曲面法矢与磁极轴矢的变化,使磨削量不均匀,导致零件表面粗糙度不一致,影响了研磨效果。解决这一问题的有效方法是优化研磨算法,根据曲面曲率的变化调整磨头方向,使磁极的轴线始终与曲面法矢重合或保持固定角度,以此来保证曲面零件表面磨量均匀,提高磨削效率,改善研磨质量。实践表明,该方法是可行的、有效的。     

面向薄壁平坦曲面三维法向补偿方法的研究

在分析薄壁平坦曲面加工变形特点的基础上,提出基于曲面三维法向补偿的曲面重构法,首先以逆向工程将加工变形后的曲面导入计算机辅助设计软件,再以原始自由曲面为基准获得变形点在曲面法向上的反向补偿点,然后由反向补偿点插值生成相应的NURBS曲线,由NURBS曲线构建变形补偿网格曲面,并以变形补偿网格曲面代替原始曲面进行数控自动编程加工,从而实现误差补偿和数控编程一体化,进一步提高了误差补偿精度,可以有效解决薄壁平坦曲面的加工变形问题。通过实践验证了方案的有效性,此法在生产中具有很强的实用性。     

激光扫描测头对金属曲面测量研究

利用激光扫描测头对镜面反射很强的金属曲面进行轮廓测量,是目前形貌测量领域的一个难点。分析了现有的几种激光测头的工作原理并比较了其对金属表面的测量能力。通过构建斜射式三角测头的测量模型,分析系统误差产生的原因并给出补偿算法。对标准球进行测量,实验结果表明该补偿算法的可行性与有效性。     

测头半径补偿的方法

在分析测头半径补偿的方法基础上,提出了一种包络“腐蚀”法,实现对测头半径的补偿。并通过实例分析该算法的精度。