基于实物测量的复杂毛坯加工余量优化分配技术研究

《基于实物测量的复杂毛坯加工余量优化分配技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：TP391论文编号：102870513-S205学科分类号：082503硕士学位论文基于实物测量的复杂毛坯加工余量优化分配技术研究研究生姓名李欢学科、专业航空宇航制造工程研究方向CAD/CAM技术指导教师张丽艳教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一三年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringResearchonOptimalAllocationofMachiningAllowan

2、ceforComplexBlanksBasedonObjectsMeasurementAThesisinAerospaceManufactureEngineeringbyLiHuanAdvisedbyProfessorZhangLiyanSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2013本文工作受下列项目资助国家自然科学基金（50875130）承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加

3、以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着制造业的飞速发展，加工现场采用划线检查、三坐标机测量和人工找正的常规定位方法在复杂毛坯的后续切削加工中已经逐渐暴露出工作效率低、且很容易出现局部加工余量或容差不足等弊端。为了解决复杂毛坯小余量加工的定位问题，本

4、文综合运用三维点云测量、点云分块、曲面匹配等技术，研究一种基于实物测量的复杂毛坯加工余量优化分配方法，即先采用三维数字化测量技术对复杂毛坯进行全场测量，然后将测量点云数据与CAD模型进行初始匹配和无约束匹配，并在此预对齐的基础上通过建立工艺语义的向导模型并应用局部微分信息对点云数据进行工艺特征区域分割，再将分块后的点云数据与CAD模型进行带复杂约束的精确匹配，最终确定出毛坯上的最优加工定位基准，从而达到加工余量优化分配的目的。本文深入研究了基于实物测量的复杂毛坯加工余量优化分配方法的各项关键技术，包括三维数字化测量、点云自动分块、曲面约束匹配等，并以CATIA为应用

5、平台，在理论和算法研究的基础上开发了余量分析软件模块。本文的主要研究内容和创新点概况如下：⑴针对复杂毛坯的全尺寸现场测量，设计了一套综合采用摄影测量、结构光测量和接触测量的现场测量方案，并运用了初始匹配和无约束匹配实现测量点云数据与CAD模型的预对齐。⑵提出了一种基于工艺语义的点云自动分块算法。该算法能自动分离出点云上的各加工面、容差面和非限定面以施加不同的余量/容差约束，同时实现了点云分割块与CAD模型曲面片间的一一对应。⑶在对复杂约束下的精确匹配方法进行深入分析的基础上，提出了基于点云分块的快速寻找最近点方法和层次化快速约束匹配方法来加快约束匹配算法的效率，并以

6、此确定出毛坯上的最优加工定位基准。⑷在全文理论和算法研究的基础上，以CATIAV5R18为应用平台，自主开发了余量分析软件模块，并通过若干具体实例对系统各子模块的功能做了验证。本文研究成果有效地克服了传统加工定位方法的不足，较好地满足复杂毛坯小余量加工中对于工件定位的高效率和高精度要求。关键词：三维测量，点云分块，复杂约束，曲面匹配，定位I基于实物测量的复杂毛坯加工余量优化分配技术研究ABSTRACTWiththedevelopmentofthemanufacturingindustry,theconventionalpositioningmethodofcross

7、edcheck,CMMmeasuringandartificialadjustment,whichisusuallyadoptedbycomplexblanksduringthefollow-upmachiningoperation,hasbeengraduallyexposedsomedisadvantagessuchaslowprocessingefficiencyandsmalldeviationsmayresultinashortageofmachingallowanceortolerance.Inordertosolvethepositioningpr