三坐標(biāo)機(jī)柔性化測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，對(duì)產(chǎn)品提出了T、Q、C、S的要求，即時(shí)間更短、質(zhì)量更好、成本更低、服務(wù)更優(yōu)。綜合產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)等各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量自動(dòng)控制系統(tǒng)成為發(fā)展的必然。其中，快速、精確的三維測(cè)量是制造過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)、開發(fā)、加工、檢測(cè)與質(zhì)量保證的過(guò)程。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）是制造業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)三維精密測(cè)量設(shè)備，廣泛使用于航空航天、汽車、造船、裝備制造及模具制造等領(lǐng)域。但目前在對(duì)工件表面進(jìn)行測(cè)量與評(píng)價(jià)時(shí)，主要是靠人工編程操作獲取

2、被測(cè)工件表面的三維特征，這不僅需要大量的人工工作量，而且使得測(cè)量結(jié)果依賴于檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)工件檢測(cè)原則的理解，其測(cè)量效率低，不能適應(yīng)制造業(yè)快速發(fā)展的要求。 本課題從信息科學(xué)的角度出發(fā)，解決機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用問(wèn)題。將三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)三維信息獲取的過(guò)程描述為一個(gè)基于多傳感器融合的、分層的、閉環(huán)的結(jié)構(gòu)。通過(guò)引入計(jì)算機(jī)視覺實(shí)現(xiàn)CMM測(cè)量的柔性化和智能化，提高CMM的測(cè)量速度，減少人工工作量，避免人工干預(yù)引起的測(cè)量結(jié)果離散性。 本

3、文以柔性坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成為主線，以多傳感器融合為支撐，研究了多傳感器物理集成、基于機(jī)器視覺的三維信息獲取、CAD模型信息獲取和三維特征的識(shí)別與模型坐標(biāo)擬合等方面的內(nèi)容。主要工作包括： 1.多傳感器集成：將CMOS與激光器通過(guò)夾具固定在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)座上，實(shí)現(xiàn)與接觸式測(cè)頭的多傳感器集成系統(tǒng)，取代原來(lái)由單一傳感器對(duì)被測(cè)零件三維信息的獲取方式。 2.機(jī)器視覺獲取三維信息：采用激光三角法（Laser Triangulation

4、）、基于輪廓的重構(gòu)（Shape from Silhouette）和立體視覺方法，使坐標(biāo)測(cè)量機(jī)實(shí)現(xiàn)了非接觸式三維測(cè)量。與機(jī)械測(cè)頭相比，這些方法測(cè)量精度較低，但速度快，因此可以采用這些測(cè)量結(jié)果作為被測(cè)對(duì)象自動(dòng)定位和智能測(cè)量的基礎(chǔ)。 3.CAD模型接口：用Visual Basic6．0應(yīng)用程序開發(fā)工具對(duì)CAD模型接口問(wèn)題做出了解決方案，實(shí)現(xiàn)了從CAD模型中自動(dòng)提取檢測(cè)特征與公差要求。 4.特征識(shí)別與坐標(biāo)擬合：根據(jù)零件三維信息的