机械零件反求建模测控平台设计

发布时间：2020-06-17 04:31

【摘要】： 结合反求工程(RE)技术、CAD技术和快速原型(RP)技术构建现代产品开发设计平台，实现机械产品数字化设计和快速设计，有着重要的现实意义和广阔的应用前景。以反求工程中的三维数字化技术和表面重建技术为基础，建立智能化的机械零件建模系统，构建产品CAD模型是本平台系统的核心。这一问题的有效解决，将为机械产品的改型、创新及快速设计提供一条有效途径；同时，对于提高设计能力，缩短设计周期，提高设计质量，起到十分关键的作用。本文研究以闭环控制理论为指导，以现代计算机技术、测控技术为基础，利用现代设计理论方法，构建满足机械零件快速反求建模的测绘系统总体结构体系，并重点研究了实现机械零件反求建模的测控平台。该测控平台以三坐标测量机原理为基础构建总体结构方案，研究实用的机械零件测绘系统装置。在传统的直角坐标系下创新设计出一种坐标轴结构对称的精密坐标测量机构。在结构设计中，采用有限元法对测量机主体关键结构部件进行分析，以保证测量机刚度要求。采用步进电机、滚珠丝杠、直线滚动导轨、直线轴承作为系统传动与支承部件，设计三坐标测量机的驱动控制系统，实现由重构图形对坐标测量机的反馈控制。论文还分析研究了光栅位移传感器测量原理及结构，对测量误差及补偿做了简要论述。系统使用光栅传感器作为位置检测元件，使用光栅数据采集卡读取测量数据，供计算机进行后置处理、模型重建和对测量机反馈控制。本文开发的试验装置已投入试生产，达到预期的设计性能，具有较好的经济性和实用价值。本研究为开发反求工程中表面数字化处理装备提供了借鉴。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH122
【图文】：

测量机,整体结构,向导

测量机的结构形式多样，如前章所述，各种结构都既有优点又有弊端，我们根据设计要求，综合分析各种结构形式，确定其机械主体结构采用固定“门”式结构，主要有六部分组成，如图3一1所示，这是使用比较广泛的一种结构〔:，3〕。图3一1中，门架6是固定不动的，在电机的驱动下工作台2可沿X向导轨运动，滑架3可沿门架6横梁上的Y向导轨运动，主轴4可沿Z向运动。被测工件安放在工作台2上，测头5装在主轴4上。这种结构的主要优点是X方向的标尺与驱动机构可以设置在工作台下方中部

门架,横梁,工作台,立柱

西南交通大学硕士研究生学位论文第24页3一2所示，X向导轨安装在基座上表面，工作台安装在直线滚动导轨滑块上，线性模组(图3一3)通过连接块与工作台下底面连接，可控制步进电机驱动工作台沿导轨来回移动。光栅尺紧贴主导轨安装，有利于减小X轴向的阿贝臂，减小系统误差，获得很高精度。图3一3线性模组结构组成3.3门架结构设计及刚度分析测量机门架包括横梁和立柱两部分，横梁采用铸钢(可用铝合金替代)，支腿结构尺寸大，为节约成本，减少自身重量，采用厚度为5的普通钢板焊接而成，焊接后经热处理工艺和机械加工方法保证各配合面与基座安装的垂直度和平面度。门架由横梁和立柱两部分组成，横梁置于立柱之上，用螺钉连接紧固。门架是测量机的主要受力构件

【引证文献】