球冠面反求数据处理方法的研究

摘要

随着航空航天、汽车、船舶及模具等制造工业的发展，自由曲面零部件在整个现代工业系统中越来越受到重视，制造业急切地投入大量人力物力来研究有效的数控仿形加工技术，而其中的依测点数据对自由曲面仿形加工成为目前研究的重点之一。 本文首先分析了国内外数控仿形加工技术的发展过程；并在研究现状的基础上，阐述了基于测点数据的直接数控仿形加工算法的重要性；在传统的数控铣床上设计了一套基于测点数据的直接数控仿形加工系统，并通过试验验证其可行性；同时对测点数据的处理、压缩算法等问题进行了深入研究。最后总结了本论文工作，并对后续研究作了展望。 本论文的研究工作包括以下几个方面： 1．根据项目要求及工件实际特点设计整体数控仿形加工系统。 2．仿照数控仿形情况，组建试验测量系统，对试验对象进行分析，制定相应的测量轨迹和测量基准选取方案，从而得到表面测量数据。 3．针对非接触式激光测量得到的大量测点数据，探讨测点数据预处理的方法。首先利用毛刺处理的算法，除去粗大误差；分析常用的平滑滤波、高斯滤波以及中值滤波方式适用范围；根据非接触式测量得到的测点数据特点，选用圆率法进行光顺处理；其次在对加工工件的表面特点进行分析后，提出适合本课题的台阶处理方法；最后在比较以往常用的数据压缩算法基础上，提出了一种针对激光测量得到的大量冗余数据的压缩处理算法，在保证特征点的同时实现数据等间隔。 4.测量信息数据库的建立完善了整个测量系统的管理。

目录

文摘

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致谢

1绪论

1.1选题背景及意义

1.2国内外研究现状及发展趋势

1.3课题来源

1.4论文工作内容

2数控加工和测试方案设计

2.1工件描述及系统设计依据的主要指标

2.2整体方案概述

2.3椭球冠状面数控加工机床本体结构组成

2.3.1工件安装与支撑

2.3.2旋转传动系统

2.4椭球冠状面数控加工机床本体的设计

2.4.1定义坐标

2.4.2椭球冠状面数控加工机床本体结构组成

2.5椭球冠状表面数据传感检测系统设计方案

2.6数控操作系统方案设计

2.7本章小结

3试验测量系统设计

3.1测量系统概述

3.2测量轨迹规划

3.2.1射线型

3.2.2横线型

3.2.3同心圆型

3.3试验对象

3.4测量取点方式及比较

3.4.1测量取点方式

3.4.2取点方式比较

3.5测量对象特殊性分析

3.6测量基准选取

3.7边界扫描

3.8本章小结

4测量技术的实现

4.1激光传感器选型及原理分析

4.1.1激光传感器及其配件选型

4.1.2三角测量法原理分析

4.2影响激光三角法测量精度的因素

4.2.1内部因素

4.2.2外部因素

4.3控制系统

4.4圆弧运动原理分析

4.4.1逐点比较法

4.4.2数据积分法(DDA)

4.5测量系统误差分析

4.6本章小结

5测量数据处理

5.1测量数据生成

5.2数据预处理及结果

5.2.1去除毛刺

5.2.2数据滤波

5.2.3数据光顺

5.2.4去除台阶

5.2.5数据压缩

5.2.6测量结果

5.3测量信息数据库

5.4本章小结

6试验结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

作者简历