基于NURBS控制點(diǎn)重構(gòu)的曲面加工誤差測(cè)量與評(píng)定技術(shù)研究.pdf

1、隨著汽車、模具和航空航天等行業(yè)的發(fā)展，具有自由曲面的零件在這些行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)零件的制造精度要求也變得越來越高。自由曲面零件加工誤差的測(cè)量和分析對(duì)提高零件的加工精度有重要的研究意義。NURBS方法在表示自由曲面時(shí)有很多優(yōu)勢(shì)，在加工曲面重構(gòu)方面的應(yīng)用很廣泛。因此，在NURBS曲面理論的基礎(chǔ)上研究自由曲面零件加工誤差的測(cè)量技術(shù)對(duì)提高零件加工精度有十分重要的意義。本文在深入研究NURBS曲面相關(guān)理論知識(shí)和自由曲面測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)上，提

2、出了一種新的基于在機(jī)測(cè)量NURBS曲面控制點(diǎn)重構(gòu)的方法，該理論方法能有效快速地進(jìn)行自由曲面加工誤差的分析和評(píng)定。
　　首先，本文闡述了論文的研究背景和研究意義，詳細(xì)介紹了自由曲面測(cè)量技術(shù)中的三坐標(biāo)機(jī)測(cè)量技術(shù)、在機(jī)測(cè)量技術(shù)和NURBS曲面重構(gòu)技術(shù)等領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，簡(jiǎn)單介紹了曲面測(cè)量中的測(cè)頭半徑補(bǔ)償技術(shù)，歸納了論文的框架和主要研究?jī)?nèi)容。在此基礎(chǔ)上分析了通過修改NURBS曲面形狀來重構(gòu)NURBS曲面的技術(shù)，結(jié)合約束優(yōu)化的思想提出了基于N

3、URBS曲面控制點(diǎn)重構(gòu)的曲面重構(gòu)技術(shù)，利用VC++和OpenGL技術(shù)解決了NURBS曲面IGES文件的讀寫和顯示問題。
　　其次，提出了一種基于NURBS控制點(diǎn)重構(gòu)的在機(jī)測(cè)量技術(shù)。與傳統(tǒng)的三坐標(biāo)機(jī)測(cè)量技術(shù)相比，該方法結(jié)合NURBS控制點(diǎn)重構(gòu)理論，可以在不移動(dòng)零件的前提下在機(jī)床上直接進(jìn)行測(cè)量，可以減小因零件重新定位而引起的誤差，有利于精確測(cè)得加工曲面的加工誤差。在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)分析了曲面測(cè)量過程中的測(cè)頭半徑補(bǔ)償技術(shù)，提出了基于NURB

4、S曲面法矢的測(cè)頭補(bǔ)償技術(shù)，并簡(jiǎn)單分析了曲面測(cè)量時(shí)的測(cè)點(diǎn)規(guī)劃問題。在基于NURBS曲面控制點(diǎn)重構(gòu)的方法重構(gòu)加工曲面的基礎(chǔ)上，利用優(yōu)化算法計(jì)算加工曲面到理論曲面間的最小距離，并以此來表示曲面的法向誤差;結(jié)合形位公差中的面輪廓度誤差對(duì)曲面的加工誤差進(jìn)行了評(píng)定。
　　最后，針對(duì)所提出的基于在機(jī)測(cè)量NURBS曲面控制點(diǎn)重構(gòu)的方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。利用加工曲面上測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)重構(gòu)加工曲面，通過比較加工曲面和理論曲面獲得曲面的加工誤差，并評(píng)定了曲