基于3D数模的三坐标测量机曲面检测

针对目前主流CAD软件,一些测量机软件商也开发了各种直读接口,如UG文件直读、PROE文件直读等,不需中间文件格式转换,避免了转换带来的影响。不过,这种接口一般都需要另外购买。
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二、对齐
对齐(Align)是三坐标测量机软件的一项重要内容,无论有无数模,都必须通过对齐,将机器坐标系与工件坐标系保持一致,测量值才具有可比性。
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对于不规则形体,计算就要复杂得多。如果工件上有明确的特征点,如3个孔心,则通常测量出实际值,与理论值对应,进行3点找正。
我们经常会遇到工件上没有明确特征的情况,即我们无法准确的将测量值和理论值直接对应。对于该情况,测量软件常用的是迭代找正的方法。对于单点触发采数的测量机,通常是软件在数模曲面上选取多点作为目标点,所选取的点应能在全部6个自由度上固定零件,以防零件出现旋转和移动,然后将测量机移动到工件上尽量对应的位置采集实测点,软件将测量点在数模上目标点的附近区域进行迭代找正,直到找正误差在指定的精度内。有的测量软件在迭代超差时,将指导你重新测量到更接近的点进行更准确的计算。
还有种情况是直接测量多个点,软件将该点群与理论数模进行最佳匹配计算,将点群与数模一步步对齐,直到点群与数模的偏差均方根最小。该方法点数越多越准,但同时计算越复杂,对计算机要求较高,通常在扫描点云的对齐中,用得比较多。
尽管每种软件关于对齐都有不同的分类和特点,但基本主要采用以上方法。
三、测尖补偿
目前,三坐标测量机用得最多的是机械触发式测头,配以红宝石测针,必然会带来测尖补偿的问题。
对于平面、圆等标准特征,可以通过整体偏置的方式自动补偿测头,对于连续扫描的曲线,也可以用同样的方式自动处理。但对于曲面测量时经常遇到的单点测量,如何解决测尖补偿问题呢?

要单独对一点进行补偿,则必须知道补偿的方向矢量,也即是接触点处的法向矢量方向。为了找到该法线方向,比较准确的做法是,在测点的周边测量个微平面,以该微平面的法向视为测点处曲面的法向,从而完成测尖补偿。
