面向CAD／CAM技术的自由曲面测量方法.pdfVIP

维普资讯 面向CAD／CAM技术的自由曲面测量方法女 口 喻彩丽 口 楼少敏 口 吴作伦 口 管爱枝 1．浙江科技学院 机械与汽车工程学院 杭州 310023 2．浙江科技学院 艺术学院 杭州 310023 摘 要：针对 自由曲面的CAD／CAM建模造型过程 ，三坐标测量数据获取和数据处理方法是实现 CAD／CAM技术的 基础。探讨采用点接触式三坐标测量机对 自由曲面进行检测时，面向CAD／CAM造型设计过程的自适应测量方法中的相 关技术 。 关键词：三坐标测量机 CAD／CAM 自由曲面 测量方法 中图分类号：TG806 文献标识码：A 文章编号：1000—4998(2008)08—0068—03 现代三坐标测量机是接触式数字化设备 的典型代 程度 的加深 ，误差 随之加大 ，测量精度受到影 响 。 表 ，其特点是 高精度 (达到 m级 )，万能性 (可代替 多 2)等距面法 。】。测头球 心 的运动轨迹所形成 的 种长度计量仪器 )，数字化 (把 实体 的模 型转化成数字 曲面和被测 曲面为等距面 ，具体过程通过球 心运动轨 化三维坐标 )…。其测量技术也 比较成熟 ，因此在 曲面 迹 的数据进行建模 ，得到 中心轨迹 曲面方程 ： 造 型设计 中得 到广泛应用 。但在 自由曲面测量过程 中， = 7( ，) (1) 由于表面 曲率变化 ，用该机测得接触点 的空 间坐标值 式 中：r为测头球 心运动半径 ； 为测 点 的切 向和法 在 法矢方 向上存在误差 ，须对 曲面进行合理 的离散 处 向 。 理 ，筛选合适 的检测样本 ，保证 曲面整体拼接 ，本文针 则 中心 曲面 的单位法矢为 ： 对 曲面造 型设 计 的特 点 ，提 出 了一种用 三 坐 标测 量 机 = X ／I X I (2) 对 自由曲面进 行检测技术 以及对测量数据进行智能化 式 中 ： =o~T／0 ； ：d 处理 的方 法 。 根 据 测 头 半径值 生 成 被 测 实 际 曲面方 程 的补 偿 公式 为 ： 1 球形测头半径的补偿方法 = 7( ，)+R ／3,，) 用三坐标测量机进行测量 ，得 到 的数据是测头 中 这种方法从理论上消 除 了测量误差 ，测量精度较 心 的坐标值 ，而非测头与被测件接触 点 的坐标值 ，需要 高 ，但测量过程和数据 处理很复杂 ，适合处理复杂 曲面 进行测头球心轨迹 曲面域和测头半径补偿0 的补偿 问题 。 用球形测头测量 曲面 时 ，测头与被测 曲面为 点接 2 面向CAD／CAM技术的坐标测量方法 触 ，测头半径补偿 的关键是确 定 曲面在接触 点 的法矢 。 通常采用 的有点距法和等距面法两种测头半径三维补 基于空 间坐标法 的 自由曲面 (曲线)的测量过程实 偿方法 。 际上是利用一系列离散点提取 曲面 (曲线 )的原始几何 1)点距法 陋 】。求 出测头 中心到理论 曲面轮廓 的 形状信息过程 。为 了把 自由曲面 (曲线)构造成 由有 限 距离 ，将该距离减去测头半径 即为实 际 曲面相对理论 个 点集构成 的测量样本