收藏本站
《华中科技大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

复杂曲面零件在机测量关键技术研究与应用

牟鲁西  
【摘要】:多传感器集成的在机测量技术是实现复杂曲面零件设计-加工-测量一体化制造的关键支撑技术之一,它涵盖了传感器的标定、规划、数据处理等单一传感器技术内容,同时又引入了多传感器系统全局标定、组合测量策略与数据处理等新问题,并且需要考虑在机测量的高效率的要求。本学位论文针对叶片等复杂曲面的多轴加工中的在机测量技术,重点探讨了接触式测头-关节臂激光扫描仪集成的在机测量系统的全局标定、接触式测点规划、曲面误差分析及组合测量等关键技术,主要研究工作和创新之处体现在: (1)提出了接触式测头-关节臂激光扫描仪集成的复杂曲面在机组合测量系统全局标定新方法,分析了已有的全局标定方法的优缺点,选择简单六面体零件为标定靶标,建立了基于单位四元数表达的全局标定模型,根据数据的聚类特性建立了单位四元数球面上的点数据和二值图像的映射关系,应用数字图像处理中灰度图像矩的方法进行标定数据的优化,得到最优的标定矩阵。仿真和实验结果表明,该方法选计算量小、标定速度快精度高,克服了复杂特征靶标和自标定两类方法需要大量的数据处理的不足,更适合于接触测头-关节臂激光扫描仪在机组合的全局标定; (2)提出了基于曲面质量的截面相似曲面接触式测点规划算法,定义了曲线质量、曲面质量和截面相似曲面,建立了曲面质量坐标系下的曲面表达模型,通过将曲面质量均匀化实现曲面按照曲率的展开。在此基础上,应用扩展的Hammersley序列方法规划出接触式测量点的位置。仿真和实验的结果与常用的等参数法、随机法进行了比较,结果表明该算法可以在相同的测点数目下,取得了比其他方法更高的测量精度,体现了用较少的测点数目获得较高的测量精度的特点,非常适合快速高精度的在机测量; (3)研究了基于误差分析的复杂曲面零件接触式测头-关节臂激光扫描仪组合测量方法,建立了曲面误差和轮廓误差的计算方法,并通过分析轮廓误差等值线确定了重采样区域,利用形态学骨架线算法抽取出采样路径并由接触式测头完成二次测量,两次测量结果集成起来为加工参数的选取提供依据。实验表明,根据本文测量结果对曲面误差不同区域选择不同的精加工参数,可以显著提高曲面的加工质量。 最后,在单元技术研究的基础上,初步建立了面向复杂曲面加工的接触式测头-关节臂激光扫描仪集成的在机组合测量系统,开发了功能模块的人机交互界面,并在该系统下实现了测量系统全局标定、截面相似曲面测点规划和曲面零件误差分布分析等研究内容的工程应用。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG806;TP274

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 弓宇;零件多要素三维测量关键技术研究与系统开发[D];机械科学研究总院;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 唐一飞;基于多色集合理论的智能三坐标测量检测规划技术研究[D];河北科技大学;2013年
2 王益;基于NURBS控制点重构的曲面加工误差测量与评定技术研究[D];浙江大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈宇;白征东;;基于非线性最小二乘算法的空间坐标转换[J];大地测量与地球动力学;2010年02期
2 徐勇;朱世强;刘瑜;;基于神经网络的自主吸尘机器人混合视觉研究[J];电子技术应用;2006年11期
3 张福民;曲兴华;叶声华;;大尺寸测量中多传感器的融合[J];光学精密工程;2008年07期
4 张维光;赵宏;张琦;周翔;;线结构光三维轮廓测量系统的标定方法[J];中国激光;2009年01期
5 冯克猷,罗明;多视觉检测系统的定标[J];计量学报;1995年03期
6 刘鹏鑫;王扬;;反求工程中多传感组合测量系统研究现状与发展[J];机械科学与技术;2008年07期
7 方勇,刘志刚,林志航,陈康宁;立体视觉指导下的CMM集成智能检测系统在逆向工程中的应用[J];机械科学与技术;1999年04期
8 裘祖荣;石照耀;李岩;;机械制造领域测量技术的发展研究[J];机械工程学报;2010年14期
9 张小明;朱利民;丁汉;赵灿;;五轴加工刀具姿态球面NURBS曲线设计及优化[J];机械工程学报;2010年17期
10 车武军,杨勋年,汪国昭;动态骨架算法[J];软件学报;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 吴世雄;王文;陈子辰;;视觉点云指导下的多传感器测量[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 黄智;叶片型面数控砂带磨削技术基础及应用研究[D];重庆大学;2010年
2 朱嘉;基于视觉与触觉集成传感的多坐标组合测量系统的研究[D];天津大学;2010年
3 吴世雄;逆向工程中多传感器集成的智能化测量研究[D];浙江大学;2005年
4 李文龙;复杂曲面零件数据拼合与精密加工技术研究[D];华中科技大学;2010年
5 刘鹏鑫;基于光学扫描和CMM测量数据的模型重建关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张进;王万平;吴钦章;;基于光电跟踪系统的联合Kalman滤波器算法研究[J];半导体光电;2008年04期
2 武俊;漆德宁;;分布式信息融合系统的拓扑结构设计[J];兵工自动化;2007年03期
3 陈海;胡建旺;;基于转换坐标卡尔曼滤波算法的目标跟踪[J];兵工自动化;2007年12期
4 张淼;胡建旺;周云锋;;改进粒子滤波算法研究[J];兵工自动化;2008年11期
5 苏思;姜礼平;邹明;;基于多分类支持向量机和证据合成方法的多传感器信息融合研究[J];兵工自动化;2010年01期
6 陈黎;王中许;;不完全量测下光电跟踪系统中冗余测角信息的攫取研究[J];兵工学报;2011年07期
7 吴泽民;任姝婕;;雷达时差和系统误差的联合估计方法[J];兵工学报;2011年07期
8 辛洪兵;余跃庆;;由支链构造并联机器人雅可比矩阵[J];北京工业大学学报;2007年10期
9 石照耀;张斌;林家春;张华;;坐标测量技术半世纪——演变与趋势[J];北京工业大学学报;2011年05期
10 肖鹏;段洣毅;赵琪;;基于多核融合的目标大面积遮挡处理方法[J];北京航空航天大学学报;2012年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曾宪伟;方洋旺;伍友利;王洪强;刘加丛;;一种新的最优制导律[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 高媛;张鹏;贾文静;邓自立;;自校正分量解耦信息融合Kalman平滑器[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 甄子洋;王志胜;;时滞MIMO系统的信息融合解耦补偿器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 廖永汉;郭云飞;彭冬亮;;无源声探测目标跟踪算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 王志胜;甄子洋;;随机大系统的信息融合最优分散控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 孙小君;邓自立;;带观测时滞的多传感器多通道ARMA信号信息融合Wiener滤波器[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 安剑奇;吴敏;何勇;曹卫华;;基于两级信息融合的高炉料面煤气流分布检测方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 曹敏;陈鹏;罗学礼;高尚飞;张志生;;基于输电线路工况在线监测多源数据的多维度数据分析研究与应用[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
9 曹敏;陈鹏;罗学礼;高尚飞;张志生;;基于输电线路工况在线监测多源数据的多维度数据分析研究[A];2011年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2011年
10 方亮;杨宏文;胡卫东;;一种系统偏差条件下的航迹关联方法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孟凡彬;基于随机集理论的多目标跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 乔小燕;基于生物形态学的赤潮藻显微图像分割与特征提取研究[D];中国海洋大学;2010年
3 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年
4 杨红;污水生化处理的智能建模与优化控制策略应用研究[D];华南理工大学;2010年
5 陈春雷;多尺度林业遥感数据融合技术的应用研究[D];北京林业大学;2011年
6 李鸿斌;面向目标跟踪的移动无线传感器协作算法研究[D];浙江大学;2010年
7 冯其强;数字工业摄影测量技术研究与实践[D];解放军信息工程大学;2010年
8 王忠军;基于GIS的智能高速公路管理关键技术研究与实现[D];解放军信息工程大学;2009年
9 王汉熙;面向科学出版的科学信息本体结构及其生成与发布机制研究[D];武汉理工大学;2010年
10 卢科青;逆向工程中多传感器集成的自由曲面数字化测量及其数据预处理方法研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 江民俊;弹上遥测系统若干关键智能传感器信息测量及融合研究[D];南昌航空大学;2010年
2 张海峰;空间三维信息重构与飞行器路径规划[D];山东科技大学;2010年
3 成志新;无气泵动态血压监测系统设计[D];山东科技大学;2010年
4 刘杰;三角剖分的应用研究[D];辽宁师范大学;2010年
5 裴银肖;贝叶斯博弈信息融合模型及算法的研究和应用[D];郑州大学;2010年
6 尚魏;多源日志安全信息的融合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 魏伟力;基于性能的复杂曲面零件面形再设计建模技术[D];大连理工大学;2010年
8 柴红霞;移动机器人在SLAM中数据关联方法的研究[D];大连理工大学;2010年
9 张琪;三维网格模型层次分割及骨架提取[D];辽宁师范大学;2010年
10 朱留军;车辆导航系统中GPS/DR/MM组合定位技术的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张少军,艾矫健,李忠富,李长江,李庆利;利用数字图像处理技术测量几何尺寸[J];北京科技大学学报;2002年03期
2 谭跃钢,张敏,胡江萍;基于视觉传感器的二维尺寸测量[J];传感器技术;2003年05期
3 王刚;张志禹;;多传感器数据融合的研究现状[J];电测与仪表;2006年02期
4 张静,胡志萍,刘志泰,欧宗瑛;基于轮廓相位相关的图像自动拼接[J];大连理工大学学报;2005年01期
5 周会成,陈吉红,王平江;基于几何模型的快速视觉检测方法[J];电子测量与仪器学报;1997年04期
6 徐勇;朱世强;刘瑜;;基于神经网络的自主吸尘机器人混合视觉研究[J];电子技术应用;2006年11期
7 刘曙光,屈萍鸽,费佩燕;机器视觉在纺织检测中的应用[J];纺织学报;2003年06期
8 郑军,徐春广,荆佩忠,肖定国,刘中生;基于环形激光的深孔内膛形貌检测系统研究[J];光电工程;2004年01期
9 孙宇臣,葛宝臻,张以谟;物体三维信息测量技术综述[J];光电子·激光;2004年02期
10 李大鹏;;三坐标测量机在复杂自由曲面检测中的应用[J];工具技术;2007年09期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 朱嘉;基于视觉与触觉集成传感的多坐标组合测量系统的研究[D];天津大学;2010年
2 赵金才;坐标测量系统零件信息提取与位姿自动识别的研究[D];天津大学;2005年
3 周俊峰;高精度薄板带板凸度激光检测的误差分析与精度控制研究[D];中南大学;2006年
4 刘达新;基于三维CAD的智能三坐标测量机检测规划系统的研究与开发[D];合肥工业大学;2009年
5 黄奎;多关节式坐标测量系统的关键技术研究[D];华中科技大学;2010年
6 刘鹏鑫;基于光学扫描和CMM测量数据的模型重建关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 高凌雁;连续扫描式高精度电感传感器研制[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 冯卫东;工业零件形状尺寸图像检测技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
3 刘峰;基于结构光测量原理的自由曲面3D测量的系统技术研究[D];沈阳工业大学;2005年
4 钟春华;基于3D扫描的质量检测与应用[D];南昌大学;2006年
5 张俊杰;微型零件完整成像测量仪技术研究[D];天津大学;2007年
6 张进;完整成像测量方法中轮廓测量技术的研究[D];天津大学;2007年
7 操晶晶;完整成像法微型零件轮廓自动测量与评定技术研究[D];天津大学;2008年
8 熊志勇;激光三角法内孔测距传感器[D];华中科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋甲午,张国玉,安志勇,徐洪吉,李成志,高玉军;同轴度误差的激光扫描测量方法[J];兵工学报;1999年03期
2 周煜;杜发荣;高峰;曲巍崴;;车身逆向设计中点云多视拼合技术[J];北京航空航天大学学报;2007年04期
3 李正强;陈志同;肖俊;;鼓形刀宽行刀位优化纬线分割算法[J];北京航空航天大学学报;2007年06期
4 王伟;贠超;孙坤;王媛媛;;机器人修形磨削工具坐标系的精确标定方法[J];北京航空航天大学学报;2009年06期
5 赵则祥;席建普;赵惠英;高作昆;李彬;;圆柱体直径测量与评定中的相关问题研究[J];传感技术学报;2007年05期
6 李清泉;王植;李宇光;;基于线结构光的3维目标测量与多分辨率建模[J];测绘学报;2006年04期
7 于晓洋;董秋玲;张加海;徐贵森;;基于正反图案的亚像素条纹边缘检测方法[J];测试技术学报;2008年03期
8 张宏;;布尔莎—沃尔夫转换模型的几何证明[J];测绘与空间地理信息;2006年02期
9 李玲;郭慧群;;40英寸动叶片加工工艺研究[J];东方电气评论;2006年02期
10 袁晓阳;;600MW汽轮机调节级动叶片加工工艺[J];东方电气评论;2008年01期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 刘胜兰;逆向工程中自由曲面与规则曲面重建关键技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
2 吴敏;基于约束和特征的结构类零件实体模型重建关键技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
3 杨建国;数控机床误差综合补偿技术及应用[D];上海交通大学;1998年
4 神会存;高质量工程曲面的重建与曲面品质检查分析[D];南京航空航天大学;2005年
5 贺美芳;基于散乱点云数据的曲面重建关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
6 慈瑞梅;基于CMM测量数据的曲面重构关键技术研究与实现[D];南京理工大学;2006年
7 刘力双;电子摄像式刀具预调测量仪的研究[D];天津大学;2006年
8 黄强;零传动滚齿机精度控制及颤振抑制技术研究[D];重庆大学;2008年
9 冀世军;反求工程的NURBS曲面拼接与拟合技术研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 孙庆;基于点云的二次曲面特征提取理论和技术研究[D];浙江大学;2003年
2 刘兆平;40Mn2高强度结构钢强力砂带磨削研究及应用[D];重庆大学;2003年
3 黄智;基于虚拟仪器的砂带磨削性能参数测试系统的研究[D];重庆大学;2005年
4 王维朗;砂带磨削金属材料的工艺及机理研究[D];重庆大学;2006年
5 徐颖欣;视觉检测技术在回转体智能测量系统中的应用研究[D];天津大学;2009年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;m&h在机测量系统在模具行业的应用[J];航空制造技术;2010年20期
2 ;m&h在机测量系统在模具行业的应用[J];世界制造技术与装备市场;2011年03期
3 何志方,张建明,刘文娟;精密加工中非球面工件面形精度的在机测量[J];航空精密制造技术;2003年01期
4 王燕玲,李文龙,商向东;大型齿轮在机测量系统[J];仪器仪表学报;2001年S2期
5 张惠蓉;徐守品;蒋晓刚;;齿轮在机测量中偏心对齿距偏差的影响分析[J];中国计量;2010年10期
6 吴修义;;在机测量——体现现代工业生产的理念[J];汽车工艺与材料;2009年10期
7 高峰;李艳;黄玉美;田沙;郝来成;王俊岭;;数控齿轮加工机床的在机测量系统[J];机械科学与技术;2008年10期
8 金嘉琦,荆会杰,李文龙;基于齿条测头的大齿轮齿形在机测量原理仿真分析[J];机械设计与制造;2001年02期
9 金嘉琦 ,李文龙 ,付景顺 ,周晓晔;大齿轮齿形在机测量原理与技术[J];机械传动;2002年01期
10 李文龙,金嘉琦,何韶君;用齿条刃边测头在机测量大型齿轮齿向误差[J];工具技术;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 高峰;李艳;黄玉美;田沙;郝来成;王俊岭;;数控齿轮加工机床在机测量系统参数识别研究[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
2 郑照北;;板壳有限元计算几何曲面法[A];第三届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1994年
3 张凌;张马忠;宋蕴安;王珊娟;;反应曲面法分析七氟醚和依托咪酯的药效学相互作用[A];2008年第七次华东六省一市麻醉学学术会议暨浙江省麻醉学术年会论文汇编(下册)[C];2008年
4 张幼安;;机载雷达天线座运动干涉问题分析[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
5 张延庆;龙驭球;;COONS曲面法构造中厚壳ACM元[A];第二届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1993年
6 郑青山;陈君超;;药物组方的定量设计方法[A];药物临床评价与定量药理学国家级继续教育学习班讲义汇编[C];2008年
7 张凌;张马忠;宋蕴安;王珊娟;杭燕南;;反应曲面法分析七氟醚和依托咪酯的药效学相互作用[A];2008年中华医学会全国麻醉学术年会论文汇编[C];2008年
8 郭璐;蓝天;;张拉结构初始几何曲面的确定[A];第六届空间结构学术会议论文集[C];1996年
9 郑照北;王宏凯;;一个简单有效的厚薄板通用COONS曲面元[A];第四届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1995年
10 龙驭球;龙志飞;须寅;;广义协调元法的进展[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第一卷)[C];1997年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 本报记者 王拉田;高新区又添专利 183项[N];宝鸡日报;2009年
2 本报记者 罗兵;数控机床睁大“火眼金睛”[N];中国质量报;2010年
3 王握文;让机器人走近我们的生活[N];人民日报海外版;2002年
4 记者 陈小浔;超重型精密数控轧辊磨床可满足高精度磨削需求[N];中国冶金报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 牟鲁西;复杂曲面零件在机测量关键技术研究与应用[D];华中科技大学;2012年
2 张立强;构建三维数字地球的关键技术研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2004年
3 李剑锋;膜的形变与相分离的理论和模拟研究[D];复旦大学;2009年
4 徐巧玉;大型装备在线三维视觉测量系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 王楠;基于任意曲面建模技术的一致性几何绕射理论方法[D];西安电子科技大学;2007年
6 周拥军;基于未检校CCD相机的三维测量方法及其在结构变形监测中的应用[D];上海交通大学;2007年
7 韩大鹏;基于四元数代数和李群框架的任务空间控制方法研究[D];国防科学技术大学;2008年
8 张连伟;散乱点云三维表面重建技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
9 徐爱国;虚拟人动画中的三维服装仿真技术研究[D];浙江大学;2006年
10 郑刚;复杂曲面非球头刀宽行铣削加工的几何学原理与方法[D];上海交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王攀攀;成形磨齿机在机测量中的路径规划技术研究[D];重庆大学;2012年
2 张宏瑾;在机测量系统控制技术与测量数据提取[D];大连理工大学;2013年
3 赵丰慧;大型齿轮在机测量的控制系统研究[D];沈阳工业大学;2011年
4 张险峰;基于直母线族偏差的大齿轮在机测量原理与技术研究[D];沈阳工业大学;2005年
5 于雷;复合材料薄壁回转体锥度在机测量系统的研究[D];大连理工大学;2007年
6 王兴妹;大型齿轮加工精度在机测量误差信号的采集与分析[D];沈阳工业大学;2009年
7 李卉;基于刃边齿条形测头的齿轮在机测量的误差分析[D];沈阳工业大学;2011年
8 刘鹏;船体线型曲面局部修改法研究[D];上海交通大学;2012年
9 尧志辉;钢板线加热曲面成形若干关键技术研究[D];华中科技大学;2012年
10 刘龙;三维摄像测量系统在人体上肢运动分析中的应用[D];天津科技大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026