一种自适应采样的复杂曲面接触式测量方法技术

本发明专利技术属于复杂曲面接触式测量的领域，并公开了一种自适应采样的复杂曲面接触式测量方法。该方法包括：(a)设定测针与待测工件表面接触的期望接触力和扫描速度，开始扫描并获得多个采样点；(b)分别测量每个采样点沿测针方向和垂直于测针方向实际接触力的大小，计算二者的合力大小和方向，以及合力方向与测针方向的夹角；(c)计算相邻采样点之间夹角的差值，判断差值是否满足预设角度变化阈值，满足的采样点为测量点；(d)保存每个测量点扫描获得的坐标，补偿测针球头的半径后获得实际接触点的坐标，所有测量点的实际接触点的坐标集合即为所需的测量结果。通过本发明专利技术，避免工件表面划伤，增加曲率大处的测量点，提高测量精度和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应采样的复杂曲面接触式测量方法
本专利技术属于复杂曲面接触式测量的领域，更具体地，涉及一种自适应采样的复杂曲面接触式测量方法。
技术介绍
随着工业水平的不断提高，复杂曲面在航空航天发动机叶片、风电叶片、高铁白车身等方面应用越来越广泛。复杂曲面类零件加工制造难度大，很难利用传统数控加工技术直接成型。为了保证其表面质量和精度要求，常规的方法是按照“加工-测量-再加工”的模式进行多次修调，直到工件满足设计要求为止。复杂曲面测量作为生产过程中的重要环节，对工件的加工精度和生产效率有重要影响。目前工业生产用采用的测量方式主要分为非接触式测量和接触式测量两种。非接触式测量没有接触应力，测量效率高，在复杂曲面测量方面应用较多，但是其精密的光学系统价格昂贵，测量精度也没有接触式三坐标测量机精度高，在精度要求较高的场合并不适用。传统的接触式三坐标测量机采用点到点的测量模式效率低下，且少量的采样点并不能有效的反应复杂曲面的型面特征，可能会造成高曲率特征局部信息丢失。接触式扫描测量具有较好的测量精度和测量效率，在复杂曲面类零件测量方面应用最广泛。然而，在实际应用中扫描式测量还存在以下问题：(1)扫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应采样的复杂曲面接触式测量方法，其特征在于，该测量方法包括下列步骤：(a)设定所述测针在测量过程中与待测工件表面接触的期望接触力fr，设定所述测针扫描待测工件表面的期望扫描速度v，所述测针以所述期望扫描速度和恒定期望接触力沿待测工件表面扫描，并获得多个采样点；(b)对于每个采样点，分别测量每个采样点对应的所述测针与测量工件接触沿测针方向和垂直于所述测针方向的实际接触力fx和fy的大小，根据该测针方向和垂直于测针方向的实际接触力计算二者的实际接触合力fe大小和方向，然后计算该实际接触合力方向与所述测针方向的夹角θi；(c)计算相邻采样点之间夹角的差值，判断该差值是否满足预设角度变化阈...

【技术特征摘要】
1.一种自适应采样的复杂曲面接触式测量方法，其特征在于，该测量方法包括下列步骤：(a)设定所述测针在测量过程中与待测工件表面接触的期望接触力fr，设定所述测针扫描待测工件表面的期望扫描速度v，所述测针以所述期望扫描速度和恒定期望接触力沿待测工件表面扫描，并获得多个采样点；(b)对于每个采样点，分别测量每个采样点对应的所述测针与测量工件接触沿测针方向和垂直于所述测针方向的实际接触力fx和fy的大小，根据该测针方向和垂直于测针方向的实际接触力计算二者的实际接触合力fe大小和方向，然后计算该实际接触合力方向与所述测针方向的夹角θi；(c)计算相邻采样点之间夹角的差值，判断该差值是否满足预设角度变化阈值，满足所述预设角度变化阈值的采样点为测量点；(d)保存每个测量点扫描获得的坐标，该坐标为所述测针球头球心的坐标，将该坐标补偿所述测针球头的半径后获得每个测量点对应的所述测针与待测工件表面实际接触点的坐标，所有测量点对应的实际接触点的坐标的集合即为所需的测量结果，由此完成待测工件表面的测量。2.如权利要求1所述的一种自适应采样的复杂曲面接触式测量方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述测针以所述期望扫描速度和恒定期望接触力沿待测工件表面扫描的过程中，还需实时测量每个采样点的实际接触力，通过PID控制使得每个采样点对应的实际接触力与所述期望接触力相等。3.如权利要求1或2所述的一种自适应采样的复杂曲面接触式测量方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述测针以所述期望扫描速度和恒定期望接触力沿待测工件表面扫描的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵欢，李昊，丁汉，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42