三坐標(biāo)機(jī)柔性化測量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)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(wù)更優(yōu)。綜合產(chǎn)品設(shè)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(shè)計、開發(fā)、加工、檢測與質(zhì)量保證的過程。三坐標(biāo)測量機(jī)（CMM）是制造業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)三維精密測量設(shè)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(lǐng)域。但目前在對工件表面進(jìn)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(jié)果依賴于檢測人員的經(jīng)驗(yàn)和對工件檢測原則的理解，其測量效率低，不能適應(yīng)制造業(yè)快速發(fā)展的要求。 本課題從信息科學(xué)的角度出發(fā)，解決機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用問題。將三坐標(biāo)測量機(jī)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(jié)構(gòu)。通過引入計算機(jī)視覺實(shí)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(yù)引起的測量結(jié)果離散性。 本

3、文以柔性坐標(biāo)測量系統(tǒng)的構(gòu)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(jī)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(biāo)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(biāo)測量機(jī)測座上，實(shí)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(jī)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(gòu)（Shape from Silhouette）和立體視覺方法，使坐標(biāo)測量機(jī)實(shí)現(xiàn)了非接觸式三維測量。與機(jī)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(jié)果作為被測對象自動定位和智能測量的基礎(chǔ)。 3.CAD模型接口：用Visual Basic6．0應(yīng)用程序開發(fā)工具對CAD模型接口問題做出了解決方案，實(shí)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(biāo)擬合：根據(jù)零件三維信息的