基于CMM测量的自由曲面优化采样方案

发布时间：2023-06-01 18:15

　　随着数控加工(CNC)技术的不断进步和计算机辅助设计(CAD)、加工(CAM)的发展,自由曲面在工业和生活中获得了广泛的应用。由于自由曲面为非规则曲面,无法用简单的数学公式表达,工程中常用B样条理论来对其进行表达和计算。自由曲面类产品通常被设计者用来实现一定的功能或满足美学目的,所以其最终加工成型的形状是否与设计者的设计意图相一致就非常重要。三坐标测量机(CMM)是一种专门用于表面测量的精密仪器,通过测头与被测物体的表面接触,可以将实体数字化为离散的三维坐标点。由于CMM几乎可以测量任意形状的表面,并且测量精度很高,所以在自由曲面的测量中应用最多。采样方案是影响曲面检测精度的最重要的因素之一,而采样方案中的核心内容是采样规则。本文主要研究了两类自适应采样方案:等参数线采样和点采样。等参数线采样是指按照给定规则使测头沿着曲面的等参数线采集信息;点采样则按照给定规则直接从曲面上采集离散数据点。这两类方案在采样过程中线或点的数量由少到多,因此需要将测得的等参数线或离散点重构为替代曲面,用替代曲面与原曲面之间的最大法向误差来判断是否达到采样精度,进而决定是否终止采样。本文首先在原有的两种等参数...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 曲面测量的研究现状
        1.2.1 CMM简介
        1.2.2 采样方案研究现状
        1.2.3 曲面模型构建的研究现状
        1.2.4 精度评定的研究现状
    1.3 论文主要研究内容及结构
2 B样条曲线和曲面的相关理论
    2.1 B样条曲线插值
        2.1.1 曲线插值的一般过程
        2.1.2 三次B样条曲线插值计算实例
    2.2 B样条曲面插值
        2.2.1 B样条曲面
        2.2.2 曲面插值计算实例
    2.3 蒙皮曲面
        2.3.1 蒙皮曲面的构造
        2.3.2 蒙皮曲面插值计算实例
    2.4 双向曲线网格插值
        2.4.1 戈登曲面
        2.4.2 戈登曲面计算实例
    2.5 本章小结
3 基于等参数线的全局采样方案
    3.1 曲面曲率和曲面间法向距离的计算
        3.1.1 曲面的曲率
        3.1.2 点到曲面的法向距离
    3.2 最大法向误差采样法与平均曲率变化采样法
    3.3 基于法向误差和平均曲率变化的混合采样法
        3.3.1 混合法算法思路
        3.3.2 混合法计算实例
    3.4 自动寻向采样法
        3.4.1 自动寻向法算法思路
        3.4.2 自动寻向法计算实例
    3.5 本章小结
4 基于离散点采样的曲面分片采样方案
    4.1 基于曲率的曲面分片
        4.1.1 曲面分片方法
        4.1.2 曲面分片计算实例
    4.2 基于法向误差的离散点采样法
        4.2.1 点采样误差法——等量加点
        4.2.2 点采样误差法——等比例加点
    4.3 基于法向误差与高斯曲率混合值的离散点采样法
        4.3.1 点采样混合法——等量加点
        4.3.2 点采样混合法——等比例加点
    4.4 结果对比
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3826779