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New Approach for Measured Surface Localization Based on Umbilical Points
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作者 Xiao-Ping Xiao Ming Yin +2 位作者 Liang Heng Guo-Fu Yin Zi-Sheng Li 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第5期1203-1215,共13页
Measured surface localization (MSL) is one of the key essentials for the assessment of form error in pre- cision manufacturing. Currently, the researches on MSL have focused on the corresponding relation search betw... Measured surface localization (MSL) is one of the key essentials for the assessment of form error in pre- cision manufacturing. Currently, the researches on MSL have focused on the corresponding relation search between two surfaces, the performance improvement of localization algorithms and the uncertainty analysis of localization. However, low efficiency, limitation of localization algo- rithms and mismatch of multiple similarities of feature points with no prior are the common disadvantages for MSL. In order to match feature points quickly and fulfill MSL efficiently, this paper presents a new localization approach for measured surfaces by extracting the generic umbilics and estimating their single complex variables, describing the match methods of ambiguous relation at umbilics, presenting the initial localization process of one pair matched points, refining MSL on the basis of obtained closet points for some measured points by the improvement directed projection method. In addition, the proposed algorithm is simulated in two different types of surfaces,two different localization types and multiple similar sur- faces, also tested with the part of B-spline surface machined and bottle mould with no knowledge, finally the initial and accurate rigid body transformation matrix, localization errors between two surfaces and execution time are got. The experimental results show that the pro- posed method is feasible, more accurate in localization and high in efficiency. The proposed research can not only improve the accuracy and performance of form error assessment, but also provide an effective guideline for the integration of different types of measured surfaces. 展开更多
关键词 measured surface localization Umbilicalpoints and complex variable Similar surface patchesInitial and accurate localization
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Research on ultrasonic detection of complex surfaces
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作者 江健 周晓军 +1 位作者 郭天太 吴思源 《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》 SCIE EI CAS CSCD 2005年第10期1146-1151,共6页
Parts of complex surface are widely used now in many fields, and their detection has caused much concern. In China many manufactories still carry on the traditional way of manual detection, which requires highly skill... Parts of complex surface are widely used now in many fields, and their detection has caused much concern. In China many manufactories still carry on the traditional way of manual detection, which requires highly skilled personnel and efficiency is low. Some large manufactories have imported auto-detecting equipments, which require CAD data on the parts, or just divide the surface into several approximate planes for automatic detection. Phased-array system is seldom used, and the cost is high. Besides, most of the systems have not considered the automatic sensitivity compensation of parts with varying thickness. To improve the detection quality and efficiency of nondestructive test (NDT) of parts of complex surface, this paper puts forward an integrated ultrasonic NDT system characterized by: (1) Use of ultrasonic measurement and reverse of curved surface to solve the CAD data problem; (2) Use of an automatic sensitivity compensation algorithm (based on the part’s modelling information obtained in surface reverse) to fit the variety of the thickness; (3) Use of template matching and pseudo-color imaging to improve the quality of detection results. The system features integration of low cost mature technologies, and is suitable for detection of various parts of different complex surfaces in medium-and-small enterprises. The test results showed that the system can automatically detect parts of complex surface successfully, and that the inspection result is good and reliable. 展开更多
关键词 Ultrasonic NDT complex surface Automatic sensitivity compensation Ultrasonic measurement surface reverse Template matching Pseudo-color imaging
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Precise 3D shape measurement of three-dimensional digital image correlation for complex surfaces 被引量:3
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作者 YAN TianHao SU Yong ZHANG QingChuan 《Science China(Technological Sciences)》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第1期68-73,共6页
Three dimensional-digital image correlation (3D-DIC) is a widely used optical metrology in the experimental mechanics community because of its reliability, practicality, and flexibility. Although the precision of di... Three dimensional-digital image correlation (3D-DIC) is a widely used optical metrology in the experimental mechanics community because of its reliability, practicality, and flexibility. Although the precision of digital image correlation (DIC) has been thoroughly studied theoretically and numerically, verification experiments have seldom been performed, especially fbr complex surfaces with a small field of view (FOV). In this work, the shape of a 1-yuan coin was measured using 3D-DIC; the shape was complex due to the presence of many fine details, and the FOV was relatively small because the coin diameter was only 25 mm. During the experiment, a novel strategy for speckle production was developed: white paint was simply sprayed onto the surface. Black paint was not used; instead, taking advantage of the reflective nature of the coin surface, polarized light and a Polaroid filter were introduced, and the polarization direction was carefully adjusted, ensuring that the spray pattern was extremely thin and that high-quality speckle images with significant contrast were captured. The three-dimensional coin shape was also successfully determined for comparison using a stylus profiler. The results demonstrate that 3D-DIC provides high precision in shape measurement even for complex surfaces with small FOV. The precision of 3D-DIC can reach 1/7000 of the field of view, corresponding to about 6 ~tm in this experiment. 展开更多
关键词 three-dimensional digital image correlation(3D-DIC) measurement precision complex surfaces small field of view polarized light polaroid filter
原文传递
复杂曲面光学元件高精度面形检测技术概述 被引量:1
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作者 刘斌 王孝坤 +7 位作者 程强 刘忠凯 李凌众 蔡梦雪 张洛嘉 李文涵 王金成 张学军 《南通大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第1期1-27,共27页
复杂曲面光学元件应用于光学系统中可以增大系统设计自由度,同时减少系统所需元件数量,有利于实现光学系统的紧凑化、轻量化,被誉为现代光学系统的变革性元件,被广泛应用于空间光学、光刻系统、汽车照明等领域,极大推动了航天、国防及... 复杂曲面光学元件应用于光学系统中可以增大系统设计自由度,同时减少系统所需元件数量,有利于实现光学系统的紧凑化、轻量化,被誉为现代光学系统的变革性元件,被广泛应用于空间光学、光刻系统、汽车照明等领域,极大推动了航天、国防及高科技民用事业的发展。然而,复杂曲面光学元件对面形精度要求较高,如何对其面形进行高精度检测从而指导加工成为限制该类元件大范围应用的瓶颈。文章对10余种常用的复杂曲面光学元件面形检测方法进行了分类梳理,按照是否采用干涉原理,将检测方法分为非干涉检测法和干涉检测法两大类,分别介绍了各种检测方法的原理和适用范围,回顾了各方法的发展历程,着重分析了几种典型方法进行面形检测的特点,并对未来复杂曲面光学元件高精度面形检测技术的发展趋势加以展望。 展开更多
关键词 复杂光学曲面 面形检测 非接触检测 干涉检测 零位检测 非零位检测
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在机测量技术的发展现状及应用
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作者 郭力 《陕西国防职教研究》 2023年第2期27-28,46,共3页
复杂曲面在机测量是超精密加工领域的关键技术之一。本文根据在机测量方式的不同,分别论述了曲面在机测量技术的研究现状,比较分析各种技术的优劣。针对接触式曲面在机测量,进一步对其关键技术展开论述。对把握复杂曲面零件在机测量现状... 复杂曲面在机测量是超精密加工领域的关键技术之一。本文根据在机测量方式的不同,分别论述了曲面在机测量技术的研究现状,比较分析各种技术的优劣。针对接触式曲面在机测量,进一步对其关键技术展开论述。对把握复杂曲面零件在机测量现状,了解其关键技术有重要指导意义。 展开更多
关键词 在机测量 复杂曲面 接触式在机测量
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基于八叉树的复杂曲面测量路径规划 被引量:1
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作者 张连鑫 朱祥龙 +3 位作者 董志刚 康仁科 潘蕊 张志远 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第4期109-114,共6页
针对异形天线罩复杂曲面的测量加工一体化加工方法中,存在测量复杂曲面时测杆与工件易发生干涉,使得数控编程困难的问题,提出了一种复杂曲面测量路径规划方法。该方法将机床测量系统离散为点云数据,通过点云的空间坐标变换来模拟数控测... 针对异形天线罩复杂曲面的测量加工一体化加工方法中,存在测量复杂曲面时测杆与工件易发生干涉,使得数控编程困难的问题,提出了一种复杂曲面测量路径规划方法。该方法将机床测量系统离散为点云数据,通过点云的空间坐标变换来模拟数控测量时测杆与工件的位置关系,同时引入八叉树算法为点云增加拓扑关系,并检测测杆点云与工件点云之间是否发生干涉。最终将无干涉测量状态下的测量系统信息输出为G代码,通过Vericut软件进行轨迹仿真。文中对8504个测量点进行测量路径规划,结果表明,测量路径均可以避开干涉位置进行有效地测量。该碰撞检测算法可以在满足测量要求的前提下准确地实现复杂曲面的测量路径规划,为复杂曲面的测量方法提供理论指导。 展开更多
关键词 八叉树 测量加工一体化 复杂曲面 测量路径
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多传感融合测量的移动机器人高效消杀控制 被引量:1
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作者 徐建萍 陈泽健 +3 位作者 文科 任明妍 张俊辉 李光 《机床与液压》 北大核心 2023年第9期1-8,共8页
疫情形势下,为解决狭窄空间、复杂曲面、无接触、安全自动消杀作业需求,设计一种多传感器融合测量的基于双车拼接的可移动自动消杀机械控制系统。设计可快速拆分组装的双车拼接全向可移动平台车,解决狭窄空间的转运难题,同时采用激光导... 疫情形势下,为解决狭窄空间、复杂曲面、无接触、安全自动消杀作业需求,设计一种多传感器融合测量的基于双车拼接的可移动自动消杀机械控制系统。设计可快速拆分组装的双车拼接全向可移动平台车,解决狭窄空间的转运难题,同时采用激光导航传感器构建场景坐标系,精确定位设备位置,使设备运行过程中定位精度达到±5 mm以内。设计激光测距传感器、避障传感器、消杀装置多传感器融合测量的扫描消杀装置,并基于KUKA机器人传感器接口RSI设计修正算法,实现复杂曲面消杀过程中末端姿态在线调整及安全防护。最后,针对消杀过程中现场无人工干预需求,采用远程控制方式,建立远程终端-可移动平台控制系统-机器人控制系统的控制网络,操作者在远程终端下达杀菌指令,可移动自动消杀机械控制系统根据杀菌范围构建杀菌路径并智能化自主完成杀菌任务。进一步地,搭建立式壁面以及弧顶消杀场景,消杀过程中位置偏差±3 mm,角度偏差±1.5°,控制策略对实际对象拟合精度较高,增大了有效杀菌作用面积。 展开更多
关键词 移动机器人 复杂曲面消杀 远程控制 双车拼接 多传感器融合
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复杂曲面测量模式与关键技术 被引量:28
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作者 石照耀 谢华锟 费业泰 《工具技术》 北大核心 2000年第11期31-34,共4页
首次提出将复杂曲面测量划分为三种模式 ,论述了各测量模式的演变及其主要测量方法 ,综合评述了复杂曲面测量涉及的数据获取、曲面重构。
关键词 复杂曲面测量 坐标测量 曲面重构 测头半径补偿 误差评定
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面向超声检测的曲面自动测量 被引量:9
9
作者 李雄兵 杨岳 +2 位作者 胡宏伟 倪培君 阳程 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期194-200,共7页
针对手动超声测量中存在的测量点布置不合理、效率低、劳动强度大和测量精度不稳定等问题,提出一种超声自动测量的实现方法。其原理是:首先通过实验建立声束入射角与表面波时域特征值之间关系模型,根据机械手调整前后2个入射角计算转动... 针对手动超声测量中存在的测量点布置不合理、效率低、劳动强度大和测量精度不稳定等问题,提出一种超声自动测量的实现方法。其原理是:首先通过实验建立声束入射角与表面波时域特征值之间关系模型,根据机械手调整前后2个入射角计算转动关节需要偏转的角度;然后,调整探头位姿并根据反馈的对正误差来决定是否需要下一轮调整;利用已测点的三维坐标定量分析曲面曲率,并根据"曲率越大,测量点布置越密"的原理进行测量点自动规划。研究结果表明:运用该方法所得测量效率和精度高,从而验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 曲面工件 超声测量 自动对正 自动规划
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三维面型精密测量技术 被引量:8
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作者 高瑀含 安志勇 +1 位作者 王劲松 于秋水 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期2261-2264,共4页
为提高三维面型检测的效率和精度,研究了利用激光雷达对三维复杂型面进行扫描测量的技术。首先介绍了激光雷达测量系统的工作原理,然后对激光雷达测量技术的关键技术——转站技术和定标技术做了详细的研究,采用工具球以提高定标精度,并... 为提高三维面型检测的效率和精度,研究了利用激光雷达对三维复杂型面进行扫描测量的技术。首先介绍了激光雷达测量系统的工作原理,然后对激光雷达测量技术的关键技术——转站技术和定标技术做了详细的研究,采用工具球以提高定标精度,并利用转站技术对标准环进行转站测量和坐标变换。最后对复杂面型进行了三维扫描测量,并利用软件对激光雷达获取的三维点云数据进行重建,并对其精度做了理论分析。结果表明,激光雷达技术在测量精度、测量效率、自动化程度等方面具有明显的优点,可以实现对三维复杂型面的精密测量。 展开更多
关键词 激光雷达 三维复杂型面 精密测量 转站
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基于三坐标测量机的曲面轮廓反向工程数字化测量方法 被引量:7
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作者 邓劲莲 屠立 王循明 《机电工程》 CAS 2006年第6期22-24,40,共4页
在三坐标测量机的基础上给出了一种数字化测量曲面轮廓的方法,通过测球半径的补偿、坐标系的建立、最佳测量路径的规划以及混合编程扫描,提高了测量精度及扫描测量的效率,而且采集到的数据可以反映曲面的几何特征,并以实例对该方法进行... 在三坐标测量机的基础上给出了一种数字化测量曲面轮廓的方法,通过测球半径的补偿、坐标系的建立、最佳测量路径的规划以及混合编程扫描,提高了测量精度及扫描测量的效率,而且采集到的数据可以反映曲面的几何特征,并以实例对该方法进行说明,得到了数字化的曲面轮廓数据。 展开更多
关键词 反向工程 复杂曲面 三坐标测量机 数字化测量
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基于在机测量的复杂曲面侧铣加工误差补偿研究 被引量:12
12
作者 郑刚 阮胜 +1 位作者 吴雁 吕博鑫 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第21期295-298,共4页
叶片类薄壁零件的加工误差测量与补偿,一直以来都是其精密加工的关键和难点。为了提高复杂曲面零件的加工效率与加工精度,采用基于在机测量的复杂曲面侧铣加工误差补偿方法。在复杂曲面零件侧铣加工后,测量并分析实际测点与设计曲面采... 叶片类薄壁零件的加工误差测量与补偿,一直以来都是其精密加工的关键和难点。为了提高复杂曲面零件的加工效率与加工精度,采用基于在机测量的复杂曲面侧铣加工误差补偿方法。在复杂曲面零件侧铣加工后,测量并分析实际测点与设计曲面采样点间的误差。通过调整加工刀位实现复杂曲面侧铣加工的误差补偿。以一个叶片的侧铣加工与误差测量为实例,经侧铣加工、在线检测、误差分析、侧铣加工刀位调整、再加工测量等环节,通过实例零件的加工误差在机检测与调整刀位后的误差实验结果的比较,实例零件的加工精度有较大提高,验证了上述方法的有效性。 展开更多
关键词 复杂曲面 在机测量 侧铣误差补偿
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新型的复杂曲面磁粒光整加工机床 被引量:18
13
作者 赵玉刚 江世成 周锦进 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期100-103,共4页
介绍了一种复杂曲面光整加工机械──三坐标数字化磁粒光整加工机床。该机床通过对复杂曲面的数字化测量和自动编程,得到磁极与工件保持一定间隙沿工件表面运行的加工轨迹,利用吸附在工具磁极上面的磁性磨料为工具,通过磁极带动磁粒... 介绍了一种复杂曲面光整加工机械──三坐标数字化磁粒光整加工机床。该机床通过对复杂曲面的数字化测量和自动编程,得到磁极与工件保持一定间隙沿工件表面运行的加工轨迹,利用吸附在工具磁极上面的磁性磨料为工具,通过磁极带动磁粒沿工件表面作高速旋转,从而实施对工件表面的光整加工。该机床的研制成功实现了复杂曲面光整加工的自动化。 展开更多
关键词 复杂曲面 磁粒光整加工 机床 模具加工
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CMM测量曲面测头半径补偿与路径规划研究 被引量:10
14
作者 王增强 蔺小军 任军学 《机床与液压》 北大核心 2006年第3期75-77,共3页
根据测量曲面的目的把三坐标测量机测量曲面的模式分为两种,即检测模式和重构模式。按照两种不同的测量模式对三坐标测量机测头半径补偿与曲面测量路径规划进行研究。通过实例证明本文所述方法是正确的、实用的。
关键词 三坐标测量机 曲面测量 测头半径补偿 测量路径规划 逆向制造
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一种复杂曲面测量新技术的理论研究 被引量:5
15
作者 陈欣 金俊杰 王可 《组合机床与自动化加工技术》 2007年第2期18-19,23,共3页
论文介绍了一种利用圆环形滚轮测头测量复杂曲面的新技术,提出了反求曲面廓形数据点的测量原理。应用此原理将测头中心点数据转化为实际接触点数据,可弥补球形测头断续接触式测量中的测量速度慢、效率低,非接触式激光测量中精度易受切... 论文介绍了一种利用圆环形滚轮测头测量复杂曲面的新技术,提出了反求曲面廓形数据点的测量原理。应用此原理将测头中心点数据转化为实际接触点数据,可弥补球形测头断续接触式测量中的测量速度慢、效率低,非接触式激光测量中精度易受切削液等污物影响、设备成本高等多方面的不足。同时,也使一些回转曲面类零件实现了在线、在机及加工现场的快速测量。最后,通过数学验证证明了该测量理论的正确性。 展开更多
关键词 复杂曲面 反求 圆环滚轮测头 测量
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基于CAD模型引导的复杂曲面与测量点云配准 被引量:3
16
作者 张学昌 李继光 《郑州轻工业学院学报(自然科学版)》 CAS 2005年第2期49-51,共3页
针对测量点云与CAD模型配准过程中普遍采用基于点云与曲面的匹配方法,提出了以CAD模型引导的最临近点迭代ICP(iterativeclosetpoint)配准方法,由CAD模型将复杂曲面离散生成引导目标点云,并采用四元数法求解引导目标点云与测量点云配准... 针对测量点云与CAD模型配准过程中普遍采用基于点云与曲面的匹配方法,提出了以CAD模型引导的最临近点迭代ICP(iterativeclosetpoint)配准方法,由CAD模型将复杂曲面离散生成引导目标点云,并采用四元数法求解引导目标点云与测量点云配准的旋转和平移矩阵.通过引导目标点云的桥接作用,使测量点云与CAD模型达到快速配准.该方法具有灵活、快速的特点,并在具体项目中得到验证. 展开更多
关键词 CAD模型 复杂曲面 测量点云 最临近点迭代 单位四元数
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基于侧铣刀位生成复杂曲面在机测量路径研究 被引量:2
17
作者 吴雁 阮胜 +1 位作者 郑刚 张而耕 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第11期187-189,193,共4页
在机测量是实现叶轮等复杂曲面零件高精度加工的重要保证。五轴数控加工复杂曲面零件运动过程中,由于热变形、振动、摩擦以及惯性等多种误差因素,会对加工制造精度有一定影响。因此,在加工完成后,复杂曲面的测量也是其制造过程中的一个... 在机测量是实现叶轮等复杂曲面零件高精度加工的重要保证。五轴数控加工复杂曲面零件运动过程中,由于热变形、振动、摩擦以及惯性等多种误差因素,会对加工制造精度有一定影响。因此,在加工完成后,复杂曲面的测量也是其制造过程中的一个重要环节。以复杂曲面五轴铣削加工与在机测量应用为背景,研究基于侧铣刀位进行在机测量路径规划的新方法。基于球族包络理论,建立起侧铣刀具路径与测量路径的关联性。算例仿真结果表明,该方法适用于任意直纹与非直纹曲面,具有较强的适用性和有效性。 展开更多
关键词 复杂曲面 侧铣 在机测量 球族包络 测量路径规划
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离散数据环境下复杂曲面检测点布局策略研究 被引量:10
18
作者 郑惠江 何改云 丁伯慧 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第24期8-14,共7页
根据采样策略进行采样点的选择和布局,是对复杂曲面加工质量进行检测轨迹规划的重要内容之一。针对一般曲面采样点布局算法用于离散数据环境下复杂曲面测点布局存在的局限性,通过分析离散数据环境下复杂曲面数据的特点,引入局部网格曲... 根据采样策略进行采样点的选择和布局,是对复杂曲面加工质量进行检测轨迹规划的重要内容之一。针对一般曲面采样点布局算法用于离散数据环境下复杂曲面测点布局存在的局限性,通过分析离散数据环境下复杂曲面数据的特点,引入局部网格曲率特性参数,构建基于三角面片微分几何特性的网格简化方法,从而提出基于网格简化的复杂曲面离散数据检测点布局策略,并建立不同层次网格之间距离值相对于简化三角形数量的拟合曲线方程,验证曲率权值优化方法在离散数据环境下对提高复杂曲面采样点布局精度的有效性。 展开更多
关键词 离散数据 检测点布局策略 三角网格简化 曲率权值优化 复杂空间型面检测
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一种基于数控机床的复杂曲面在线检测方法 被引量:3
19
作者 陈岳坪 卢海燕 +1 位作者 李书平 靳龙 《测试技术学报》 2015年第1期78-82,共5页
在复杂曲面零件的数控加工过程中,需要用相应的检测技术对其加工精度进行检测和控制.本文针对目前复杂曲面零件精密在线检测中存在的难点问题,较深入地开展测点生成、测球半径补偿等关键技术研究.充分利用商业化三维软件UG的功能,在复... 在复杂曲面零件的数控加工过程中,需要用相应的检测技术对其加工精度进行检测和控制.本文针对目前复杂曲面零件精密在线检测中存在的难点问题,较深入地开展测点生成、测球半径补偿等关键技术研究.充分利用商业化三维软件UG的功能,在复杂曲面上生成具有准确坐标值的测点,实现了曲面测点规划;并生成各个测点的法矢,从而得到既有测点坐标值,又有测点法矢的信息文件.利用VC++编程读取该文件,得到各个测点的坐标及法矢,进而实现测球半径补偿.为了验证本文所提出的在线检测方法的有效性,搭建了一个基于数控机床的在线检测平台,利用自行开发的检测软件进行数据采集,进行了在线检测实验,实现了基于数控机床的复杂曲面零件的在线检测. 展开更多
关键词 复杂曲面 数控机床 在线检测 测点 半径补偿
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基于三角网格模型的复杂曲面测点规划 被引量:5
20
作者 陈岳坪 靳龙 +1 位作者 卢海燕 陈艺 《机床与液压》 北大核心 2015年第23期42-45,53,共5页
复杂曲面零件检测过程中的测点布局规划方法是影响曲面检测效率的关键因素之一。介绍曲面测量的截面线法,基于三角网格模型的文件格式,提出基于中点偏移抛物线法的触测点生成方法,在此基础上采用非均匀B样条曲线的反求插值法求取截面线... 复杂曲面零件检测过程中的测点布局规划方法是影响曲面检测效率的关键因素之一。介绍曲面测量的截面线法,基于三角网格模型的文件格式,提出基于中点偏移抛物线法的触测点生成方法,在此基础上采用非均匀B样条曲线的反求插值法求取截面线,进而采用弦高法进行测点自适应规划。以Visual C++6.0为开发工具,实现了复杂曲面测点的自适应规划。 展开更多
关键词 复杂曲面 测点规划 网格模型 中点偏移抛物线法 检测效率
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