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1、河北工业大学硕士学位论文基于示教的加工中心在线检测研究基于示教的加工中心在线检测研究摘摘 要要加工中心在线检测技术是提高加工中心工作精度和操作自动化程度的关键技术之一，是 CIMS 中质量保证系统不可分割的一部分。本文在该技术原有发展的基础上，并结合计算机辅助设计、零件特征模型以及计算机仿真等一些领域的最新的进展情况，以零件的特征模型为核心，对基于示教的加工中心在线检测技术进行了深入的研究。1 对零件的几何特征模型在设计和生产中的应用进行了分析，并在此基础上将零件的几何特征和零件的检测相结合，确定了零件示教的基本思想。2 对在生产过程中零件进行了分析，确定了待示教的零件最初分类原则，以及零件几
2、何特征的数据表达方式，由此得到适合检测的零件 MFS 模型。3 路径规划无论在加工还是在检测中都占有很重要得地位，本文根据零件模型的特征，进行检测路径规划，建立相应的宏程序。4 零件检测前的仿真在生产中可以验证检测过程的安全性，这一技术在实际的生产过程中逐渐体现出其重要性。5 基于示教的加工中心在线检测系统进行了初步的设计，并分析了非典型零件的示教检测，建立了 示教、路径规划、仿真为一体的检测系统。关键词：关键词： 加工中心，在线检测，特征，示教，MFS 模型，路径规划i基于示教的加工中心在线检测技术研究Research on the Technology of Machining Cente
3、rs On-line Inspection Based on TeachingABSTRACTOn-line inspecting for machining center is one of the key technologies to improve precision and automation of machining center and one of the indiscerptible parts of the Quality Assurance system of CIMS. On the foundation of the current development of O
4、n-line inspecting technology and the new development of computer aided design、part feature model and computer simulation On-line inspect technology is studied here based on the teaching idea.1 The Application of part geometry feature model on the designing and production is analyzed synthetically an
5、d based on it, Inspecting process is integrated with the part geometry feature and the basic idea of part teaching is established.2 The part in the manufacturing process is analyzed. The original labeling principle to parts and the dada expressing manner of part geometry model are established, by vi
6、rtue of them, the MFS model of part suiting for inspecting is accomplished.3 Path layout is very important whether in manufacturing or in inspecting. According to the features of the part model in the paper, inspecting path layout and relevant Macro program is accomplished.4 The simulation before th
7、e inspecting and manufacturing in the production can assure the security of inspecting process and the technology is more and more important in the practical production.5 The online inspecting for machining center is initially designed based on teaching. The teaching and inspecting of non-typical pa
8、rt is analyzed and the inspecting system integrated with teaching、path layout and simulation is established.KEY WORDS: machining center, online inspecting, feature, teaching, MFS model, path layoutii河北工业大学硕士学位论文目录目录中文摘要中文摘要 英文摘要英文摘要 第一章第一章 绪论绪论1 11-1 加工中心在线检测技术的产生和发展1 1-2 课题研究的背景和意义2 1-3 课题研究的主要内容4第
9、二章第二章 基于人工示教的加工中心在线检测系统基于人工示教的加工中心在线检测系统62-1 加工中心在线检测系统组成6 2-2 在线检测系统的检测与通讯原理7 2-3 基于人工示教的在线检测方式8 2-4 小结10第三章第三章零件的零件的 几何特征和零件模型几何特征和零件模型11113-1 零件的分类11 3-2 基于特征的零件信息模型12 3-2-1 基于特征的零件信息描述方法12 3-2-2 几何特征的分类及关系14 3-2-3 几何信息的特征表达 163-3零件的 MFS 模型16 3-3-1 基于 MFS 理论的零件基本描述方法研究17 3-3-2 零件的 MFS 模型183-4 基本几
10、何特征示教方法19 3-4-1 示教圆柱类几何信息19 3-4-2 示教孔类几何信息20 3-4-3 示教凸台类几何信息20 3-4-4 示教凹槽类几何信息21 3-4-5 示教圆弧类几何信息21 3-4-6 示教角类几何信息22 3-4-7 示教自由曲面信息22 3-5 零件示教几何信息的数据处理23iii基于示教的加工中心在线检测技术研究3-5-1 位置分割与零件占用范围信息233-5-2 几何特征的信息规划243-6小结27第四章第四章 路径规划和几何特征检测路径规划和几何特征检测28284-1 建立坐标系28 4-2 检测路径规划29 4-2-1 单个几何元素检测路径工艺规划29 4-
11、2-1 组合几何元素检测路径工艺规划31 4-2-3 采样策略324-3 几何特征检测与拟合33 4-4 小结37第五章第五章 检测宏程序和仿真检测宏程序和仿真38385-1建立用户宏程序库38 5-1-1 检测宏程序38 5-1-2 宏程序编制的方法和原则39 5-1-3 建立和完善宏程序库395-2 基于 OpenGL 的检测过程仿真40 5-2-1 OpenGL 简介40 5-2-2 测量路径的插补技术41 5-2-3 虚拟零件模型的仿真41 5-2-4 在线测量过程仿真41 5-3 小结42第六章第六章 基于人工示教的在线检测软件编制基于人工示教的在线检测软件编制43436-1软件的系统设计436-2各主要功能模块的实现446-2-1 几何信息示教模块、数据处理模块446-2-2 检测仿真模块456-2-3 结果输出模块46第七章第七章 结论结论47参考文献参考文献4949致谢致谢52iv河北工业大学
