三坐標機柔性化測量系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、隨著市場競爭的日益激烈，對產(chǎn)品提出了T、Q、C、S的要求，即時間更短、質(zhì)量更好、成本更低、服務更優(yōu)。綜合產(chǎn)品設計、制造、檢測等各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量自動控制系統(tǒng)成為發(fā)展的必然。其中，快速、精確的三維測量是制造過程中的重要環(huán)節(jié)，貫穿整個設計、開發(fā)、加工、檢測與質(zhì)量保證的過程。三坐標測量機（CMM）是制造業(yè)中的標準三維精密測量設備，廣泛使用于航空航天、汽車、造船、裝備制造及模具制造等領域。但目前在對工件表面進行測量與評價時，主要是靠人工編程操作獲取

2、被測工件表面的三維特征，這不僅需要大量的人工工作量，而且使得測量結果依賴于檢測人員的經(jīng)驗和對工件檢測原則的理解，其測量效率低，不能適應制造業(yè)快速發(fā)展的要求。 本課題從信息科學的角度出發(fā)，解決機械工程領域的應用問題。將三坐標測量機對三維信息獲取的過程描述為一個基于多傳感器融合的、分層的、閉環(huán)的結構。通過引入計算機視覺實現(xiàn)CMM測量的柔性化和智能化，提高CMM的測量速度，減少人工工作量，避免人工干預引起的測量結果離散性。 本

3、文以柔性坐標測量系統(tǒng)的構成為主線，以多傳感器融合為支撐，研究了多傳感器物理集成、基于機器視覺的三維信息獲取、CAD模型信息獲取和三維特征的識別與模型坐標擬合等方面的內(nèi)容。主要工作包括： 1.多傳感器集成：將CMOS與激光器通過夾具固定在三坐標測量機測座上，實現(xiàn)與接觸式測頭的多傳感器集成系統(tǒng)，取代原來由單一傳感器對被測零件三維信息的獲取方式。 2.機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（Shape from Silhouette）和立體視覺方法，使坐標測量機實現(xiàn)了非接觸式三維測量。與機械測頭相比，這些方法測量精度較低，但速度快，因此可以采用這些測量結果作為被測對象自動定位和智能測量的基礎。 3.CAD模型接口：用Visual Basic6．0應用程序開發(fā)工具對CAD模型接口問題做出了解決方案，實現(xiàn)了從CAD模型中自動提取檢測特征與公差要求。 4.特征識別與坐標擬合：根據(jù)零件三維信息的