面向三维CAD模型的虚拟测量研究

• 作 者: 秘洪亮
• 机 构: 东北大学
• 出 处: 东北大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 三坐标测量机 虚拟现实 坐标测量 虚拟测量 误差评定 三维CAD模型

随着人类进入21世纪，世界经济以及科学技术都得到了飞速发展。在制造业领域兴起了逆向工程、虚拟制造、虚拟现实等先进技术，这些理论和技术对设计和制造过程中的加工、测量和检验等提出了更高、更新的要求。作为现代先进制造中质量保证和测量信息反馈重要组成部分的三坐标测量机，必须适应这种发展的需要。虚拟坐标测量机是三坐标测量机发展的新方向，是虚拟现实技术与坐标测量技术相结合的产物。虚拟测量机中的误差评定也是目前研究的重要方向，本课题着重对虚拟坐标测量环境下误差评定的相关问题进行研究。
本文以虚拟三坐标测量机为平台，针对典型零件，提出相应的测量策略，针对虚拟制造对虚拟加工件的形状误差评定的需求，在已开发的虚拟坐标测量机中加入误差评定模块，以使虚拟坐标测量机的功能更加完整。
对此，论文主要进行了如下的研究工作：针对不同零件模型开发了相应的测量程序，进一步完善了虚拟坐标测量机的测量功能；建立了平面直线度、空间直线度、平面度、圆度、圆柱度、球度误差模型，实现了简单几何体形状误差的数学模型与评定；通过对比试验，研究了不同的评定方法的运行时间和效率，提出应综合考虑效率与精度来选择适合的评定方法；对自由曲线及曲面的匹配方法与误差评定进行了研究，建立了两步匹配方法的数学模型，并给出算法程序及评定实例；利用Matlab强大的数据可视化功能，实现了数据的可视化，使得数据的描述更为生动、直观。
本文在已有理论基础上，进一步完善了虚拟坐标测量机的仿真测量功能，并通过对现有评定模型进行适当改进，开发了虚拟坐标测量机的误差评定模块，经大量对比试验，证明了本文所开发的模块具有较好的鲁棒性，评定结果也较准确。