1、自由曲線、自由曲面的測量是汽車、模具和螺旋錐齒輪加工等工業(yè)領域中一個非常重要的問題。如何對其進行有效的、高精度的檢測，能否得到通用的檢測方法和數(shù)據(jù)處理方法是一個難題。本文以油箱外殼為研究對象，利用GLOBAL STATUS575型海克斯康橋式三坐標測量機為實驗平臺進行測量試驗，研究了測量路徑的優(yōu)化及測頭半徑補償?shù)膯栴}。本文完成的主要工作如下： 1.論述分析了國內外自由曲面測量技術的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和存在的問題?，F(xiàn)有的采樣方法對

2、未知曲面的測量具有一定的局限性，比如采樣點的分布不能完全體現(xiàn)曲面特性，采樣點過多、不易實現(xiàn)實時測量等。而測頭半徑補償研究的難點是，如何在保證測量速度的同時，提高實時補償精度。 2.在對傳統(tǒng)的自由曲面采樣方法進行分析的基礎上，提出了一種基于曲面自有特性的三次樣條預測方法，通過已測點構建三次樣條插值函數(shù)，確定采樣點的數(shù)量及分布，并用Matlab軟件進行測算。 3.應用三次樣條預測方法實現(xiàn)對油箱部件表面的點觸發(fā)測量，并將測得的

3、點擬合成曲線。通過與10次多項式法采集的數(shù)據(jù)對比分析，證明應用三次樣條預測方法指導曲面測量可提高預測精度和測量效率，并且使采樣點的分布體現(xiàn)自由曲面的特征。 4.對油箱外殼進行完整的曲面測量規(guī)劃實驗，用Imageware軟件對測得的點云數(shù)據(jù)進行預處理，實現(xiàn)曲面重建。 5.闡述了測頭半徑補償原理，在分析已有的二維和三維補償方法的基礎上，提出了新的基于四點共球理論的微球面補償方法。 6.應用微球面補償方法，對已測得的油