基于三维扫描的复杂曲面测量系统的研制

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1、硕士学位论文（工程硕士）基于三维扫描的复杂曲面测量系统的研制DEVELOPMENTOFCOMPLEXSURFACEMEASUREMENTSYSTEMBASEDON3-DSCANNING闫玉蕾哈尔滨工业大学2016年11月万方数据国内图书分类号：TM631+.2学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文基于三维扫描的复杂曲面测量系统的研制硕士研究生：闫玉蕾导师：张旭堂副教授申请学位：工程硕士学科：机械工程所在单位：黑龙江农业工程职业学院答辩日期：2016年11月授予学位单位：哈尔滨工业大学万方数据ClassifiedIndex：TM6

2、31+.2U.D.C.：621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDEVELOPMENTOFCOMPLEXSURFACEMEASUREMENTSYSTEMBASEDON3-DSCANNINGCandidate：YuleiYanSupervisor：A.P.XutangZhangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringHeilongjiangAgriculturalAffiliation：Engine

3、eringVocationalCollegeDateofOralDefence：November,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着我国先进制造技术的发展和三维扫描、逆向工程技术的广泛应用，数字化制造与数字化测量之间的技术衔接更加密切。针对复杂曲面类零件的测量，数字化测量技术解决了传统测量方式在高效率、高精度和高柔性度等方面无法完成的测量任务。传统的三坐标测量机测量精度较高，但属于接触式测量方式，有测量力的存在，并且测量效率较低，

4、设备成本较高。本文针对叶片类具有不规则曲面的零件，将三维扫描技术通过搭建的非接触式测量系统运用到曲面尺寸的测量和检测中，研制一套低成本、高效率、较高精度的测量系统。基于三维扫描的复杂曲面测量系统，通过非接触式三维扫描仪，采集到复杂曲面工件的表面离散点，经过点云处理、数字建模操作，将重建曲面与产品模型进行比对检测。根据三维扫描的柔性和实时性特点，降低成本、满足测量精度的同时，进一步提高测量效率。主要研究的内容如下：首先，根据基于三维扫描的复杂曲面测量系统性能指标，设计了系统中机械运动部分的硬件结构和扫描仪专用夹具，保证扫描仪的安装稳固，并通过光栅位移传感器反馈的数

5、据，精确控制机械运动系统中每个导轨的运动精度。然后，搭建和集成了由电路板和电控柜构成的控制单元，通过检测单元精确控制运动系统，保证扫描仪的运动精度。集成、开发了基于VisualBasic语言的数据采集和参数设置软件。最后，通过标准量块验证测量系统的精度，并以叶片为例进行复杂曲面的数据采集、点云处理和比对检测实验。通过与三坐标测量的测量数据对比，验证了系统的测量精度。关键词：三维扫描；测量；复杂曲面；比对检测-I-万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofadvancedmanufacturingtechnolo

6、gyand3-Dscanning,theextensiveapplicationofreverseengineeringtechnology,digitalmanufacturinganddigitalmeasurementtechnologybetweenthemorecloselyconnected.Forthemeasurementofcomplexsurfaceparts,digitalmeasurementtechnologytosolvethetraditionalmeasurementmethodsinhighefficiency,highprec

7、isionandhighflexibilityandotheraspectsofthemeasurementtaskscannotbecompleted.Thetraditionalcoordinatemeasuringmachinehashighmeasurementaccuracy,butitbelongstothecontactmeasurementmethodwiththemeasurementforceexistence,themeasurementefficiencyislow,theequipmentcostishigher.thispaperha

8、sdevelopedal