四軸非接觸式三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代航天、航空、造船、汽車和模具工業(yè)的飛速發(fā)展，制造業(yè)產(chǎn)品模型的獲得顯得尤為重要。而實(shí)現(xiàn)這一工程中的一個(gè)必要步驟是進(jìn)行零件表面三維數(shù)據(jù)的采集。在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)階段，完成數(shù)據(jù)采集主要依靠三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，但接觸式測(cè)頭易劃傷工件表面，影響表面質(zhì)量。與接觸式測(cè)量相比，非接觸式測(cè)量分辨率高、測(cè)量范圍較大；能夠?qū)崿F(xiàn)零接觸測(cè)量，沒有測(cè)量力和摩擦，可方便地測(cè)量軟質(zhì)和易變形物體表面；測(cè)量速度快、采樣頻率高，可以密集地對(duì)產(chǎn)品表面進(jìn)行測(cè)量，形成所謂的“點(diǎn)云”數(shù)據(jù)

2、；從根本上解決了接觸式測(cè)量所產(chǎn)生的各種缺陷。實(shí)驗(yàn)室原有的非接觸式三坐標(biāo)激光測(cè)量?jī)x由于結(jié)構(gòu)原因，只能對(duì)回轉(zhuǎn)體進(jìn)行測(cè)量。在將其結(jié)構(gòu)改進(jìn)之后，本論文以改進(jìn)后的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x為研究對(duì)象，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行了深入的探討，對(duì)基于激光點(diǎn)光源的曲面測(cè)量方法做進(jìn)一步的分析，對(duì)本三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x軟件主要模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)論述。 本文研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面： (1) 根據(jù)測(cè)量?jī)x采用點(diǎn)云和基于曲線的模型重建兩種測(cè)量模式，給出了已知數(shù)學(xué)模型及未

3、知數(shù)學(xué)模型的建模方式，并詳細(xì)闡述了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理方式及過程。 (2) 詳細(xì)介紹了三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的硬件研制，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制器、數(shù)據(jù)采集器、機(jī)械系統(tǒng)、激光測(cè)頭等硬件部件做了研究。 (3) 通過分析激光點(diǎn)光源的曲面測(cè)量方法，詳細(xì)設(shè)計(jì)了三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x掃描軟件的控制模塊，包括針對(duì)不同外形特征的零件做不同的掃描路徑設(shè)計(jì)及掃描規(guī)劃。并對(duì)軟件的主要界面和功能進(jìn)行說明。 (4) 結(jié)合CAD系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口的重要性，介紹了IGES格式