[发明专利]一种基于三坐标自由曲面的智能几何采样方法

说明书

技术领域

本发明涉及加工误差的集合测量领域，具体的说，是涉及一种基于三坐标自由曲面的智能几何采样方法。

背景技术

自由曲面在工程中有广泛的应用，自由曲面特征的测量是质量控制和故障诊断过程的基础^[1]。采样过程包括设置采样点数量和选取采样点的布点策略两个部分^[2]。但是，很多情况下采样点的分配是决定采样点数量的一个主要因素。因此，目前主要研究采样点布点策略。在采样方法中，按照均布模式分布采样点的方式比较常见，因为这种方法可以有简化算法、计算迅速和对曲面足够的代表能力等优势。但是这类方法忽略了加工表面的表面特征，而表面特征在机加工过程中发挥着很大的作用，以自由曲面的曲率为例，在加工不同曲率曲线时引起的刀具接触改变会带来形状误差^[3]。使用均化方法采样可能错过表面上的关键加工误差点。根据评价一种测量方法有效性的标准，即该方法能否用有限的采样点捕捉到带有较大误差的点来说，均化方法应当避免这种缺陷^[4]。为了解决这一问题，很多文章针对这一问题展开了研究。其中表面的曲率是被广泛研究的一个因素。在Elkott^[5]的实验中，形状误差根据曲面的曲率变化得到了分配；Yu^[6]建立了一个基于曲面曲率的形状误差模型来知道测量；Obeidat^[7]考虑到曲面某点处的形状误差与改点处的曲率成比例存在，并因此提出了一种基于自由曲面曲率的自适应采样方法；在Li^[8]的研究中，重心模型第一次应用在采样点的分配中；基于Li的方法，He^[9-10]对自适应因子和测量方法的准确性之间的关系进行了研究，提出了一种改进的基于曲面曲率的自适应采样策略。

涉及的参考资料:

[1]Rajamohan G,Shunmugam M S,Samuel G L,Effect of probe size and measurement strategies on assessment of freeform profile deviations using coordinate measuring machine,Measurement,44(2011)832-841.

[2]Raghunandan R,Rao P V,Selection of sampling points for accurate evaluation of flatness error using coordinate measuring machine,Journal of Materials Processing Technology 202(1-3)(2008)240-245.

[3]Rajamohan G,Shunmugam M,Samuel G.Practical Measurement Strategies for Verification of Freeform Surfaces Using Coordinate Measuring Machines,Metrology&Measurement Systems 18(2).(2011)209-222.

[4]Poniatowska M,Deviation model based method of planning accuracy inspection of free-form surfaces using CMMs,Measurement,.45(5)(2012)927-937.

[5]Elkott D F,Veldhuis S C,Isoparametric line sampling for the inspection planning of sculptured surfaces,Computer-Aided Design,37(2)(2005)189-200.

[6]Yu M,Zhang Y,Li Y,et al,Adaptive sampling method for inspection planning on CMM for free-form surfaces,The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,67(9)(2013)1967-1975.