复杂空间曲面主动化检测专题实验室草案

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4、埠鸽瑟耍阂太稠淹孔尘杠木称铺潍乔习复杂空间曲面自动化检测专题实验室草案单位：北京航科发动机控制系统科技有限公司日期：2012年2月12日随着高新技术的发展，复杂曲面的应用也越来越广泛，其应用主要取决于两个方面：一方面是力学特性和功能的需要，使设备满足特定的性能要求，这就要求产品形面达到高精度的数学特征；另一方面是外观美学效果的需要，满足人们对产品外形的需求。曲面是相对于平面而言，复杂曲面是相对圆柱面，球面和锥面等简单曲面而言。在工程实践中，复杂曲面可分为规则复杂曲面和自由曲面。复杂刀具，齿轮，凸轮等典型零件的型面属于规则复杂曲面；而模具型腔，涡轮机叶片，各种零件

5、外壳等的型面则为自由型面。在工程中，为了获得特定的功能或满足某种机理，常将一个整体造型的曲面人为的分割成几片，基于此，复杂曲面又可分为连续型复杂曲面和非连续型复杂曲面。非连续型复杂曲面又称为断续曲面，其典型代表有滚刀，剃齿刀等复杂刀具的工作表面。复杂曲面测量技术历来是几何量计量检测技术中的一项重要研究课题。传统的研究内容主要注重于被测曲面质量指标的获取与评判，即曲面测量的主要目的是为了获取曲面的质量信息。近几十年来，随着反求工程（又称逆向工程）的兴起，复杂曲面测量技术的研究增加了新的内容，曲面测量的目的不只是为了评定曲面质量，而且要求获取曲面的几何形状信息。虽然

6、曲面的测量目的各异方法众多，但曲面→曲线→点集→测点集的分解次序始终是实现复杂曲面测量的基本思路。基于对各种曲面测量方式的分析，整体上可将复杂曲面测量划分为以下三种模式：（1）模式A：通过测量曲面上的一些特征线，根据对被测特征线的评定来反映曲面的质量。（2）模式B：通过测量分布在曲面上的一系列点获取被测曲面的轮廓度误差，并以此评定曲面的质量。（3）模式C：通过测量分布在曲面上的一系列点，提取曲面原始形状信息，通过信息重构被测曲面，实现被测曲面的数字化。从本质上看，模式A是将复杂曲面的测量简化为复杂曲线或平面曲线甚至直线的测量。如果选取复杂曲面的母线或曲面上的工作

7、轨迹作为被测特征线，则该测量模式能将复杂曲面的设计加工和使用统一起来，因此模式A主要适用于规则复杂曲面特别是回转类复杂曲面的测量。通过测量螺旋面的螺旋线和轴向截型来控制螺旋面的质量就是一个典型事例。对于模式A的研究已有很长的历史，期间产生了两种技术思想：一种以几何学为基础；另一种则基于刚体运动学。前者的基本思想是仅仅将被测对象作为几何体借助坐标法（直角坐标或者极坐标法等）展成法（机械展成法或者电子展成法）等测量方法测量复杂曲面上的特征线；后者的基本思想则是将被测对象作为一个刚性的功能元件或者传功元件与另一个标准元件作啮合运动，通过测量啮合运动误差来反求曲面上的特

8、征线误差。后一种技术思想