1、葉輪葉片是航空、艦船、核電等行業(yè)的核心部件，具有薄壁件、難加工、易變形等特點，如何保證其制造精度一直是數(shù)字化制造領域的研究前沿。“加工-測量”一體化為實現(xiàn)葉輪葉片類復雜曲面零件精密加工提供了新理論新方法，其中大規(guī)模點云處理、無干涉5軸檢測規(guī)劃、軟硬件平臺搭建是亟需解決的關鍵問題。為此，本文圍繞葉片點云精簡與光順、葉片形位參數(shù)提取、葉輪無干涉檢測規(guī)劃等開展研究，具體包括：
　　(1)葉片造型復雜，前后緣壁厚不足2mm，對非均布葉片點

2、云精簡或光順時易因取樣不均丟失前后緣特征。本文建立點-曲面距離關系，應用點云密度熵信息，定義并選取含點云分布特性和內(nèi)在特征的權重因子。建立精簡點云和原始點云之間的幾何誤差關系，解決前后緣高曲率區(qū)域和稀疏區(qū)域取樣不均問題，提出自適應雙邊濾波器，解決非均布點云光順整體收縮和前后緣過光順問題。實驗結果表明，相比均勻網(wǎng)格和層次聚類法所提方法精簡后葉片點云分布更均衡，相比拉普拉斯和雙邊濾波法所提自適應雙邊濾波法在標準偏差上降低1個數(shù)量級。

3、　　(2)為避免繁瑣的網(wǎng)格重構和曲面參數(shù)化，可由葉片散亂點云模型直接構造截面型線，提取特征參數(shù)。本文構建散亂點云數(shù)學形態(tài)學操作，提取截面曲線和中弧線有序點集，建立截面曲線-點云距離函數(shù)，根據(jù)1階微分增量構建調(diào)整截面對應B樣條曲線控制點的線性優(yōu)化模型，使截面曲線與點云幾何偏差控制在容許范圍內(nèi)。結合中弧線原理，引入點-包絡線距離函數(shù)，建立葉片截面曲線和中弧線之間的有向距離函數(shù)，通過線性優(yōu)化模型調(diào)整中弧線對應B樣條曲線控制點，提高中弧線提取精

4、度，進而提取前后緣、最大厚度等葉片參數(shù)，所提算法成功應用于葉片點云或整體葉盤的參數(shù)提取。
　　(3)葉輪屬于回轉(zhuǎn)類造型，采用三坐標測量機(CMM)檢測會因二次裝夾導致重新定位，無法實現(xiàn)其加工-測量一體化。本文綜合考慮測頭大小和檢測路徑全局可接近性，定義測點全局可接近錐，利用圖形處理器(GPU)給出可接近錐高效計算方法，得到整條檢測路徑上的有效可接近錐?？紤]檢測路徑最短兼顧光順性的問題，通過檢測點集和檢測方向構建的軸跡面給出最小曲面