基于形位误差评定的复杂零件质量检测技术研究

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1、工学硕士学位论文基于形位误差评定的复杂零件质量检测技术研究史云鹏哈尔滨理工大学2015年3月国内图书分类号:工学硕士学位论文基于形位误差评定的复杂零件质量检测技术研究硕士研究生：史云鹏导师：葛江华申请学位级别：工学硕士学科、专业：机械工程所在单位：机械动力工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchondetectiontechnologyofcomplexpartsqualitybasedongeometricerrorevalua

2、tionCandidate：ShiYunpengSupervisor：GeJianghuaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringDateofOralExamination：March,2015University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明；此处所提交的硕±学位论文《基于形位误差评定的复杂零件质量检测技术研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±学。位

3、期间独立进斤研究工作所取得的成果据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研巧成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均己在文中明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：。：日期１年月＞日梦；＞／？；４＾１哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书《基于形位误差评定的复杂零件质量检测技术研巧》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕古学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研巧成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向。有关部口

4、提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅本人授权哈尔滨理工大学可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可Ｗ公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密□，在年解密后适用授权书。不保密巧。（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）作者签名：曰期：＞／Ｔ年曰导师签名；日期：占月日哈尔滨理工大学工学硕士学位论文基于形位误差评定的复杂零件质量检测技术研究摘要为满足产品的功能需求，零件结构日趋复杂，制造企业机械加工技术也得到了快速发展，不仅要求制造企业采用数控机床等先进的装备进行加工，同时对加工零件质量检测技术也提出了更高的要求，如检测的速度、精度及成本等。现有的质量检

5、测技术的数据采集及数据处理过程复杂，检测单一结构特征的简单零件具有优势，对复杂零件的检测存在多结构特征数据采集困难、尺寸受限程度大等问题。因此，本文使用三维激光扫描仪进行数据采集，研究了复杂零件的质量检测技术，实现了形位误差评定，同时解决了形位误差评定优化算法中存在着迭代过多、计算量过大、搜索方向盲目等问题，保证了加工的零件符合设计要求，同时满足生产高效率，低成本的需求。主要研究内容如下：首先，研究了点云数据获取的途径。对比了接触式测量与非接触式测量优缺点，分析不同激光扫描仪的工作原理和数据获取方式。针对点云数据获取实例进行对比分析，实验证明，手持式激光扫描仪采集的数据点位分布均匀

6、，数据采集方式较其他扫描仪灵活，采集数据的误差也相对较小，因此将手持式激光扫描仪作为复杂零件检测的点云数据的获取设备。其次，研究了复杂零件的点云数据处理方法。根据原始点云数据去噪处理技术及点云数据的精简算法，提出了采用随机与曲率采样相结合的方法对点云数据进行精简；研究了点云数据模型与实体CAD模型对齐技术，其中包括基于三点对齐、基于特征对齐以及最佳拟合对齐技术，并且根据多特征复杂零件的特点，提出了基于特征对齐法与最佳拟合对齐法相结合的混合对齐方法。再次，建立了基于改进蜂群算法的形位误差评定模型。根据所获得的点云数据，按照最小条件评定原则，分别建立了圆柱度误差、平面度误差以及空间直线

7、度误差三个数学模型，针对传统算法在形位误差评定中存在的不足，设计了不同的改进的蜂群算法分别对圆柱度误差、平面度误差以及空间直线度误差进行求解和优化评定，通过实例证明，在形位误差评定中应用改进的蜂群算法可以解决运算过程中迭代次数过多，搜索方向盲目等问题，提高了形位误差评定的速度和精度。-I-哈尔滨理工大学工学硕士学位论文最后，研究了复杂零件质量检测。以某复杂零件为例，利用手持式三维激光扫描仪对其进行扫描以获取点云数据，接着对获取的点云数据进行去除噪点和基于曲率算法的混合