复杂曲面布点策略与误差评定方法研究

发布时间：2020-05-11 17:38

【摘要】：随着现代制造业的快速发展,人们对零部件轮廓构造提出多元化要求的同时,对零部件表面质量的要求也相应提高。加工质量推动着几何量检测技术的发展。布点方法与误差评定算法对提高检测质量和效率有着直接的影响。本文主要对复杂曲面的布点策略和误差评定方法进行了研究。 本文首先对复杂曲面测点分布问题进行了研究,提出了一种基于距离的曲线、曲面布点方法。根据曲线-曲面的关系,在对曲线布点方法进行研究的基础上,将其扩展来解决曲面的采样问题。根据加工要求对曲线进行初始测点分割,然后逐层求精、迭代选点,实现了曲线的自适应布点。进而应用初始网格点与基于距离的迭代选点相结合的采样方法,实现了曲面测点的自适应分布。该方法使测点能够随曲面曲率变化进行疏密分布,有效的反映曲面的拓扑信息。 其次,对复杂曲面的误差评定方法进行了研究。利用最小二乘法构建误差评定的目标函数。通过对齐局部坐标系和构建点对约束条件,优化了初始条件,然后应用迭代最近点(ICP)算法,对影响曲面位移与旋转的六个参数进行优化,从而完成了复杂曲面轮廓度误差的评定工作。根据加工中的基准情况和曲面成型理论,针对大坡度以及曲率变化平缓的曲面提出了投影转换坐标、用平面度最小区域法求解的方法。 最后利用仿真实验对上述算法进行了相关验证。采用基于距离的曲面布点方法,对仿真曲面进行自适应布点,并通过添加误差项来模拟真实测点,然后应用ICP法和投影法分别对其进行了误差评价。实验表明,文中方法稳定有效,具有实用性。
【图文】：

图 2-1 曲面片网格点处法向矢量示意图线的弧长，有2 2 2 (r r ) r ( ) 2 r r u v u u v du dv du d，2rv G，有2 2 ( ds ) E ( du ) 2 Fdudv G ( d面的第一基本公式，E、F、G 称数 u、v 的连续函数。 , v)，u、v 同取为弧长 s 的函数，则，因此切矢量：r' r ru vdu dvds ds 2 2 2du dudv dv d u

图 2-2 双三次 B 样条曲面片面沿任一参数方向按所取节点矢量不同分片 Bézier 与非均匀 B 样条。B-spline 造型中非常受欢迎。下面简要介绍它的-spline 曲线在每一曲线段内部是无限次p r次可微的，r 是该节点的重复度。由于 B-spline 的局部性， p 次 B-sP (u)最多与 p 1个控制顶点 Pjikj 关；移动该曲线的第i 个控制顶点iP 至多线的形状，对曲线的其余部分不发生影。B-spline 曲面的形状和位置与坐标系的半径补偿时，工程中常采用三次均匀 B用它的局部性质，，对其局部区域进行修床坐标系之间进行坐标转换的时候，由P30
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH161

【引证文献】

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1 谭启蒙;基于视觉定位跟踪的大型机械部件数字化对接关键技术研究[D];北京邮电大学;2012年

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1 宋红滚;基于LabVIEW涡旋盘轮廓度测量系统设计[D];南昌大学;2012年

本文编号：2658827