三坐标测量机测头半径补偿及其在反求工程中的应用

作     者：颉赤鹰 

作者单位：汕头大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈少克

授予年度：2006年

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：三坐标测量机 测头半径补偿 四点共球法 法矢固定法 

摘      要：三坐标测量机由于其测量精度和智能化程度较高，广泛应用于制造业的CAD／CAM、产品检测和质量控制。同时，三坐标测量机作为采样零件表面信息的主要测量设备，也被广泛应用于反求工程中。用三坐标测量机进行测量时，需要对测头半径进行补偿，本文重点对这一问题进行了研究。 首先，在对现有的测头半径补偿方法进行分析的基础上，提出一种“四点共球法。在阐述四点共球法原理及其补偿过程的基础上，利用C++语言进行了自主编程，实现了对测头半径的补偿。然后，针对补偿公式中法矢与外法矢一致性存在变化的情况，根据三坐标测量机的实际测量过程，提出了一种“法矢固定法，简化了补偿公式。 接着，利用UG／Open GRIP对UG进行二次开发，将四点共球法嵌入到UG中。并利用此功能，通过计算机仿真的方法，对四点共球法的运算量和补偿精度做了初步分析，并给出保证补偿精度的注意事项及进一步提高补偿精度的方法。最后，利用四点共球法，结合UG的三维绘图功能，虚拟了鼠标曲面的反求设计，以进一步验证四点共球法及其在UG中的应用。 总的来说，四点共球法是一种较好的测头半径补偿方法，其运算速度和精度可以满足绝大多数工程测量需求，具有一定的实际应用价值。