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制造误差的数字化检测技术应用越来越广泛,该方法的主要过程是:通过数字化扫描手段得到待测零件的三维测量模型,再与相应的CAD标准模型进行比对,从而分析和评定其制造误差。因为三维测量模型和CAD标准模型只有整体比对,所以所得的整体制造误差无法反映待测机械零件的尺寸、形状以及位置误差。同时,一般的数字化扫描手段,如三坐标测量、激光扫描技术等,只能获得待测零件的表面模型,倘若机械零件拥有复杂的内腔结构,则无法对内腔结构中的制造误差进行检测。针对上述问题,本课题提出一种基于点云数据的常见制造误差的检测方法。首先将工业CT技术扫描得到的机械零件的三维测量模型与CAD标准模型进行配准,因为工业CT技术能够测量机械零件的内部结构,所以当待测的机械零件具有内腔结构时,三维测量模型能同时包含内腔结构的内表面轮廓数据;再分割三维测量模型,得到机械零件中各个曲面的测量信息;最后分析机械零件的常见制造误差。该方法还能通过设定的公差值和计算所得的误差值的比较,将误差值不在公差范围内的部分可视化,直观地显示出不符合加工要求的区域,为产品质量的判断、制造工艺的改进提供参考。具体的研究内容和所做工作如下:(1)使用IGES模型为CAD标准模型,对其中的NURBS曲面进行点采样,得到IGES模型的点云集合,再与通过工业CT技术扫描得到的机械零件的三维测量模型进行配准,为后续工作做准备。(2)为了计算具体的制造误差,需要对机械零件的三维测量模型进行点云分割,得到机械零件中各个曲面的测量信息。计算三维测量模型中每个点到CAD标准模型中的欧式距离,同时判断该点的投影点与各个曲面的关系,以此判断出三维测量模型中每个点的归属曲面,从而完成三维测量模型的点云分割。(3)点云分割完成后,拟合分割得到的曲面点云集合,得到各个曲面的具体信息。针对不同的制造误差,采用不同的误差分析方法。本文主要对长度尺寸误差、平面度误差、圆柱度误差、面对面的平行度误差、面对面的垂直度误差进行了计算分析。同时,输入设定的公差值,与计算所得的误差值进行比较,对误差值不在公差带范围内的加工区域进行可视化操作。(4)将上述研究内容集合成一个软件应用系统,初步开发出一个可以检测机械零件常见制造误差的应用程序,然后进行实例验证和展示,证明方法的有效性。