面向等离子熔积成型可视化系统的形状检测技术

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1、华中科技大学硕士学位论文=：：：：======={===；==============口====；==；摘要等离子熔积成形技术是在快速原型技术基础上发展起来的快速金属零件制造技术，应用该技术可以直接制造致密度高、机械性能好的金属原型和零件，与一般的快速原型技术相比较，等离子熔积成形技术有着不受基材尺寸、熔积材料种类等条件限制的特点。等离子熔积成形过程复杂，参数众多，加工精度比较难以控制，如果不进行误差的修正和补偿，得到的原型或零件难以满足成形精度的要求，因此有必要在熔积成形过程中引入零件的三维尺寸和形状的检测。熔积加工环境恶劣，一般的接触式测量方法

2、由于工作环境、测量速度以及检测系统复杂程度的限制，不适用于熔积成形过程中的零件尺寸测量。投影栅相位法三维测量技术作为非接触式测量方法的一种，具有测量范围大、速度快、系统结构相对简单等特点，本文把投影栅相位法三维测量技术用于等离子熔积成形过程的三维尺寸和形状的测量，为提高熔积成形加工的精度，最终实现加工过程闭环控制提供技术基础。论文首先详细论述了投影栅相位法三维测量的相位调制和解调原理，重点介绍了频域解相技术和相移法解相技术，并比较了两种解相技术的各自优缺点。相展开问题是所有基于光学条纹测量技术都不可避免的一个难题，迄今为止还没有一种通用的相展开算法

3、能够广泛适用于各种情况，在采用结构光的投影栅相位法三维检测技术中，相展开环节是被测物体三维表面形状正确重建的关键步骤之一，本文对几种主要的相展开算法做了完整的数学描述，在采用其中任何一种相展开算法时必须同时遵循健壮性与效率两个重要原则。最后，本文结合实例给出了测量结果，研究结果对等离子熔积成形加工过程三维形状检测方法提供了基础。由于等离子熔积成形是一个高温热加工过程，因此文章分别对冷、热状态下的被测金属实体进行了检测，由比较得知，热状态下的被测物体对检测精度有一定的影响，因此需要进一步研究在热状态下的加工工艺参数对投影栅相位法检测精度的影响。关键词

4、t等离子熔积成形，三维检测，投影光栅，非接触式测量，相位法，相展开华中科技大学硕士学位论文AbstractPlasmadepositionmanufacturingtechnologyisanewRapidPrototyping(RP)technologywhichrootedfromtheRP．Compactmetalprototypesandpartswithgoodmechanicalcapabilitycanbedirectlyfabricatedbythismeans．Comparewiththeexistingrapidprototyp

5、ingmethod，plasmadepositionmanufacturingtechnologyisnotlimitedbypattern’Ssizeormaterial．Theworkenvironmentisverybadduringtheplasmadepositionmanufacturing．Generally,limitedbytheenvironmentandspeedofthemeasurement，contactedmeasurementmethodisnotsuitedifthepart’Sprofilewanttobemea

6、suredduringthemanufacturing．Asoneofthenon—contactmeasurementmethod，thephase·approachingmethodofprojectedpratinghasthecharacteristicsoflargemeasurementarea，highspeedandsimplesystemconfiguration．Inthispaper,itisintroducedintotheprocessingofplasmadepositionmanufacturing,thustoame

7、ndthesizeofthemoldandtheprocessingparameterfromthedatareceivedfromthemeasurement，toimprovethemanufacturingprecision，andtorealizethecloseloopcontrolinthemanufacturingprocess．Inthispaper,theprincipleofmodulationanddemodulationofthephase—approachingmethodofprojectedpratinginaddre

8、ssedindetail，thefrequencydomaindemodulationtechnologyandphase