复杂曲面轮廓度误差评定研究

• 作 者: 陈云芳
• 机 构: 北京信息科技大学
• 出 处: 北京信息科技大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 复杂曲面 自由曲面 误差评定 轮廓度误差 遗传算法 数据滤波

复杂曲面在工程零件中有着广泛的应用，能否对其进行高效率、高精度的检测和轮廓度误差评定，直接关系到了产品的质量和使用寿命。然而，由于复杂曲面的数学模型往往较为复杂，受技术条件的限制，目前对复杂曲面的轮廓度误差的评定研究相对较少，虽然有些学者对其提出了一些方法和手段，但是，到目前为止，按最小区域法评定复杂曲面轮廓度误差仍是一个亟需解决的难题，因此，对复杂曲面轮廓度误差评定进行研究具有重要的理论意义和实用价值。　　本课题围绕复杂曲面轮廓度误差的评定进行了研究，所完成的主要工作如下：　　(1)复杂曲面轮廓特征的数据获取方法及数据预处理技术的研究　　研究了目前常用的数据获取方法，深入探讨了三坐标测量机的原理、数据获取过程及半径补偿方法。对轮廓度误差评定过程中的数据预处理技术进行了详细分析，主要包括数据滤波技术、异常数据剔除和测量点的三维坐标变换等。　　(2)复杂曲面的数学表述　　将复杂曲面分为规则复杂曲面和自由曲面。对于规则复杂曲面，以工程中广泛应用的螺旋曲面为例，详细地给出了其数学表述，包括螺旋曲面的理论方程、单位法矢量以及等距曲面；对于自由曲面，则以B样条曲面理论为依据，给出了相应的数学表述。　　(3)复杂曲面轮廓度误差评定　　在面轮廓度误差定义的基础上，结合等距曲面理论，建立了复杂曲面的轮廓度误差模型。详细阐述了规则复杂曲面和自由曲面的轮廓度误差评定方法及其评定过程。　　(4)基于遗传算法和粒子群算法的复杂曲面轮廓度误差评定　　通过对常用优化算法的分析和对比，提出了基于遗传算法和粒子群算法的复杂曲面轮廓度误差评定方法。按最小区域法的评定准则，对具体复杂曲面零件的面轮廓度误差评定，验证了该方法的有效性。