【摘 要】
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目前,复杂曲面类零件应用越来越广泛,实际需求推动复杂曲面类零件在测量方面发展,复杂曲面类零件加工误差通常用轮廓度误差值来衡量,采用某种方法能够更精确描述加工误差有助于提高零件加工质量,从而提高企业竞争力,所以研究轮廓度误差具有一定的实际价值。本文主要研究内容如下:1.针对CAD模型已知、数学表达式未知的复杂曲线、曲面,利用NURBS插值反算方法,建立了复杂曲线、曲面CAD模型的数学表达式,用于复杂
【基金项目】
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国家重点自然科学基金项目“光学复杂曲面多维超声超精抛光新原理”（U1508206）；
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目前,复杂曲面类零件应用越来越广泛,实际需求推动复杂曲面类零件在测量方面发展,复杂曲面类零件加工误差通常用轮廓度误差值来衡量,采用某种方法能够更精确描述加工误差有助于提高零件加工质量,从而提高企业竞争力,所以研究轮廓度误差具有一定的实际价值。本文主要研究内容如下:1.针对CAD模型已知、数学表达式未知的复杂曲线、曲面,利用NURBS插值反算方法,建立了复杂曲线、曲面CAD模型的数学表达式,用于复杂曲线、曲面轮廓度误差评定。2.复杂曲线轮廓度误差评定及可视化。建立了实际采样点集与理论采样点集粗匹配模型,采用拟差分进化算法优化求解模型,解决了测量基准与设计基准不统一的问题,使得实际采样点集与理论曲线保持大致相同的位姿。提出了一种快速确定采样点到复杂曲线最小距离对应点所在区域的方法,用于求解采样点到复杂曲线的最小距离。建立了复杂曲线轮廓度误差评定模型,采用单纯形替换法优化求解模型,使得采样点集到理论曲线的最小距离的最大值达到最小。仿真实验证明,利用本文方法求得的复杂曲线轮廓度误差值准确,求解精度高。建立了平面内复杂曲线轮廓度误差数学模型,利用LabWindows/CVI平台,实现了复杂曲线轮廓度误差图形的显示,从误差图形中可以清晰的看出误差较大的区域,便于分析零件的加工误差。3.复杂曲面采样点规划及轮廓度误差评定。将复杂曲线等弦高布点方法应用于复杂曲面,解决了原位测量过程中复杂曲面采样点规划问题,通过与其它方法对比,证明了本文方法可行、有效。建立了实际采样点集与理论采样点集粗匹配模型,采用萤火虫算法优化求解模型,解决了测量基准与设计基准不统一的问题,使得实际采样点集与理论曲面保持大致相同的位姿。提出了一种快速确定采样点到复杂曲面最小距离对应点所在区域的方法,用于求解采样点到复杂曲面的最小距离。建立了复杂曲面轮廓度误差评定模型,采用步长加速法优化求解模型,使得采样点集到理论曲面的最小距离的最大值达到最小,仿真实验证明,利用本文方法求得的复杂曲面轮廓度误差值准确,求解精度高。
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