一种面向自由曲面的测头半径补偿方法-崔星星

《一种面向自由曲面的测头半径补偿方法-崔星星》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、一种面向自由曲面的测头半径补偿方法崔星星来搞日期：基金项目：国家自然科学基金资助项目（51565006）；广西自然科学基金资助项目（2014GXNSFAA118337）；广西高校科研资助项目（2013ZD048，ZD2014074）；广西高校重点实验室主任基金（2014JZKG005）作者简介：崔星星，（1989-），男，湖北广水人，硕士研究生，主要研究方向：精密测量；陈岳坪，（1973-），男，湖南岳阳人，博士，副教授，主要研究方向：精密检测技术,陈岳坪，汤慧，周晓慧（广西科技大学机械工程学院，广西柳州545006）摘要：在机床在线检测自由曲面过程中，系统获取的是测头中心坐标

2、，而非实际接触点坐标，因此要考虑测头半径补偿。提出一种基于NURBS（Non-UniformRationalB-Spline）曲面重构的一种测头半径补偿方法，该方法可以准确得到实际接触点处的法矢量，进而可以进行高精度测头半径补偿。最后通过算例构造一规则标准球面进行测试验证，然后对一自由曲面进行实际检测，检测获取的测头中心坐标数据经提出的重构拟合的方法、三角网格法分别求出法矢量，对这些法矢量进行偏差角度对比，结果表明所提出的方法求的法矢量更准确，稳定性更好，验证了所提出的方法的有效性。关键词：自由曲面；半径补偿；法矢量；检测；中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：AMeth

3、odofProbeRadiusCompensationForFreeFormSurfaceCUIXing-xing,CHENYue-ping,TANGHui,ZHOUXiao-hui(SchoolofMechanicalEngineeringGuangxiUniversityofScienceandTechnology,GuangxiLiuzhou545006,China)Abstract:Intheprocessofon-linedetectionofthemachinetool,thecentercoordinateoftheprobeisobtained,butnotth

4、eactualcontactpointcoordinate.Therefore,theradiuscompensationoftheprobeisconsidered.(RationalB-Spline)surfacereconstructionmethodbasedonNURBS(Non-Uniform)isproposed.Themethodcanbeusedtoobtainthenormalvectoroftheactualcontactpoint.Intheend,thetestresultsareverifiedbyanumericalexample,andtheme

5、thodofthecentercoordinatedataofafreesurfaceisobtainedbyusingthemethodofreconstructingthecentercoordinatedataandthemethodoftrianglemeshmethod.Theresultsshowthattheproposedmethodismoreaccurateandstable.Keywords:free-formsurface;radiuscompensation;normalvector;detection;1引言在机床在线检测方面，对被要求检测的零件越来

6、越复杂，精度，检测效率会越来越高。这些复杂自由曲面主要应用在航空航天、汽车、船舶、模具等领域。其表面大都是自由曲面,难以用准确的数学表达式描述，更难求出准确的法矢量。对于自由曲面表达上，NURBS曲面，即非均匀有理B样条曲面（Non-UniformRationalB-Spline）是目前最能够反映曲面几何形状并且能够提供一个统一的数学表达形式，具有非常广泛的应用[1-4]。对自由曲面的在线检测是得到的一系列测头中心坐标，必须对空间这些数据点进行半径补偿，才能得到较精确的实际接触点坐标，从而可以准确评价曲面加工误差。对于半径补偿方面，测头半径一般是预知的，实质上是如何确定接触点法

7、矢量，国内外学者做了较深入的研究。国外Ruey-TsungLee等[5]提出了一种基于5点或9点交叉曲线移动法计算曲面测量数据点的单位法向量，从而进行半径补偿。Y.C.Lin等[6]采用多叉积法分别利用测头中心点附近的4个点的向量积来求测头中心法矢量，然后根据权重因素修正法矢量，最终得到补偿点的法矢。国内的王立成等[7]提出了基于原位标点技术的测头半径补偿方法，在实际测量中，实现了逐点测头半径补偿。杨旭静等[2]提出了基于三角网格法估计节点法矢量，该方法把三角形形状和面积考虑在内，从而得到了