复杂三维曲面涡旋零件的精度检测.pdf

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1、复桑三维曲面涡旋霉件韵精度检测木口刘涛口吴军口王霞琴口王永威兰州理工大学机电工程学院兰州730050摘要：提出一种基于3D数字化模型的检测方法，用于检测复杂三维型面涡旋零件的精度。利用三坐标测量机获取涡旋零件的表面点云数据，并运用GeomagicQualify三维检测软件对获得的数据进行处理，然后进行了数字化模型与参考模型的二维分析、三维分析和形位公差评估。该方法可以方便快捷地检测涡旋零件加工精度，并实现检测结果的可视化。关键词：涡旋零件三维分析二维分析形位公差GeomagicQualify软件中

2、图分类号：TH161~．1；TH45文献标识码：A文章编号：1000—4998~014)08～0078～03涡旋压缩机是一种节能、省材的新型回转式压缩1．2数字化模型的检测机械．具有结构紧凑、效率高、噪声低、运行平稳、加工数字化模型的检测是指将实物数字化后得到的模精度要求高等特点．是制冷与空调系统的新一代主机，型．在相关软件的环境下与参考模型f设计的CAD模为人类的生产生活带来了极大的方便。涡旋压缩机动、型)对齐比较．生成相对理想涡旋零件表面的偏差具静涡旋盘是组成涡旋压缩机的两个关键零件．而动、静

3、体过程包括模型间的对齐和比较分析操作盘的内外涡旋面又是关键中的关键。它们的加工质量对齐是将数字化模型进行一定的位置变换操作．将直接影响到涡旋压缩机的工作效率、性能及使用寿使其统一到参考模型的坐标系下．并使两者最大限度命．因此对于涡旋零件检测的研究越来越重要在实际地重合。比较分析是在对齐的基础上，通过与CAD模生产中．人们大多采用各种各样的专用检具对产品进型比较．生成数字模型的具体偏差值．从而达到检测的行检测．这些工具的制造过程需要花费大量的人力和目的。其中对齐方式主要有3种：基准／特征对齐、最佳物

4、力．更加重要的是使用这些专用检具所得的检测结拟合和RPS对齐．分别适用于有规则外形的零件．由果还会过多地受人为主观因素的影响，检测结果难以自由曲面组成的零件和具有定位孔、槽等特征的零件科学、直观地来定量表达对于涡旋零件检测方面的文检测功能归纳为二维分析、三维分析和误差评估。献也并不多见．所以．研究涡旋零件型线的精度与检测二维分析可对模型的指定截面进行尺寸标注或生成偏对提高涡旋压缩机的可靠性、运转性能以及效率有一差图；三维分析可通过3D比较．生成彩色偏差图。结定的现实意义[i-5]。果显示为CAD模

5、型或点云上的偏差：误差评估包括对本文提出一种全新的检测方法．它通过Geomagic零件三维尺寸误差和形位误差的评估检测结果以图0ualify软件对涡旋零件进行测量，具有适应性好、全面、文方式直观显示出来．有利于检测结果的共享直观和形象等优点．可以快速检测和分析涡旋零件的2涡旋零件检测加工精度。为涡旋零件的加工质量提供准确的评估。2．1检测步骤1基于3D数字化模型的检测方法首先将设计好的涡旋零件三维建模文件导出为1．1涡旋零件数字化iges或stp格式文件，作为目标参考文件。其次。将加工数字化是指利

6、用三维测量设备．将涡旋零件表面好的涡旋零件在三坐标测量机上采集点云数据作为检几何形状转换成离散的三维坐标点数据．它是检测过测文件，与目标参考文件进行比对。最后，在Geomagic程的第一步．也是很关键的一步．点云数据能否精确地Qualify软件里将检测文件与目标参考文件同时导人．表示实物原型．直接影响到后面的检测结果因此．得通过软件功能检测工件的符合度到点云数据后．应该对点云进行适当处理．包括删除噪(1)三维模型的建立。在Pro／E软件中建立所设计点和异常数据、点云采样以及点云拼接等操作．以确保涡

7、旋零件的j维立体模型．如图1所示．并将该三维模获得一个比较理想的数字化模型型文件导出为iges或stp文件，作为目标参考文件。(2)生成被检测工件的点云数据。基于三坐标测国家自然科学基金资助项目(编号：51265027)量机的数据采集是检测的关键．精准的数据才能更好甘肃省高等学校基本科研业务费项目(编号：1302ZTC034)收稿日期：2014年3月地反映出工件的形状、尺寸精度检测涡旋零件时须对2014／8机械制造52卷第600期20O00OO●2l369●66219562l2659162669l

8、322334455443322●i嚣赫麟誓暑——■一(数字化模型)及其CAD模型(参考模型)均导入Geomagie0ualify软件。由于涡旋零件表面形状不规则．选用“基于特征”和“最佳拟合”的方式进行对齐操作．它是利用特征与特征、点与点间的配．从而达到两个模型的整体对齐．对齐时▲图1涡旋零件实体▲图2涡旋零件点▲图3可增加匹配的点数．提高对齐模型云数据精度．对齐后效果如图3所示。外2．2三维分析完成对齐操作后．进行两外壁点个模型的维比较和分析．可以获得涡旋零件的外形偏差75432