針對直紋面表面結(jié)構(gòu)檢測的探頭六自由度定位方法研究.pdf

1、隨著先進制造領(lǐng)域的不斷發(fā)展，對零件的加工質(zhì)量也相應的提出了更高的要求，表面結(jié)構(gòu)作為表征零件加工質(zhì)量的重要指標，對其進行準確有效的檢測已經(jīng)成為發(fā)展先進制造裝備的重要前提?，F(xiàn)有的表面結(jié)構(gòu)測量技術(shù)雖可滿足大多數(shù)零件的檢測需求，但對于復雜直紋面類零件，如葉片、機翼、葉輪等制造領(lǐng)域中的重要零部件，在測量其表面結(jié)構(gòu)時仍存在測量區(qū)域有限、無法定點測量、運動誤差影響測量精度等局限性。針對上述問題，本文提出一種可定點檢測直紋面表面結(jié)構(gòu)的六自由度定位系統(tǒng)，

2、并圍繞其測量過程中探頭的六自由度定位問題開展了一系列研究，本文主要內(nèi)容包括：
　　1.根據(jù)表面結(jié)構(gòu)標準檢測方法，結(jié)合直紋曲面的型面特征及側(cè)銑加工機理，明確直紋曲面的表面結(jié)構(gòu)檢測方式；分析常用檢測設備在測量直紋曲面過程中存在的探頭空間干涉與定位問題，提出一種采用橫向掃描探頭檢測直紋面表面結(jié)構(gòu)的六自由度定位系統(tǒng)；針對探頭實際定位姿態(tài)在繞X、Y、Z方向上存在角度偏差問題，采用數(shù)值求解方法分析各角度偏差對測量結(jié)果準確性的影響。
　　

3、2.根據(jù)探頭六自由度定位需求，依據(jù)由直紋曲面參數(shù)方程定位待測點的處理方式，通過采用OpenGL三維建模技術(shù)并建立參數(shù)方程(u, v)坐標與UV紋理坐標的對應關(guān)系，提出一種基于模型交互的屏幕光標定位待測點方式，實現(xiàn)直紋面上待測點的直觀定位及六項位姿信息的獲??；針對其無法定點測量問題，進一步提出一種基于模型交互的數(shù)值輸入定位待測點方式，通過采用人工輸入待測點坐標的形式解決該問題。根據(jù)兩種待測點定位方法的實現(xiàn)原理，分別對其中的模型文件讀取、模

4、型交互顯示、三角面片拾取以及射線求交拾取點等算法做出設計。
　　3.針對探頭定點測量的實現(xiàn)問題，根據(jù)系統(tǒng)的運動控制模式，設計探頭定位的運行流程；采用多體系統(tǒng)理論構(gòu)建系統(tǒng)運動學模型，完成系統(tǒng)逆運動學分析，明確探頭定位至待測點所需位移量；分別采用標尺和3D尋邊器，完成系統(tǒng)機床坐標系原點與工件原點的設定，構(gòu)建探頭定位基準。
　　4.基于VS2010、OpenGL接口及運動控制卡動態(tài)鏈接庫，對控制軟件進行開發(fā)，實現(xiàn)直紋曲面待測點定位