1、自由曲面零件越來越廣泛的應(yīng)用對自由曲面的精密化制造提出了更高的要求，傳統(tǒng)的自由曲面加工誤差檢測與補償方法中間過程需要進行工件的轉(zhuǎn)移、重復(fù)裝夾定位等繁瑣操作，在數(shù)字化制造技術(shù)快速發(fā)展的今天逐漸顯示出其不足之處。而在另一方面，在機檢測技術(shù)的出現(xiàn)允許在加工機床上直接對工件進行檢測，很好地避免了傳統(tǒng)方法中大量的輔助時間和重定位等問題，但同時也提出了新的挑戰(zhàn)。檢測的精度和效率是自由曲面檢測中的主要要求，由于在機檢測過程占用了機床的加工時間，因而自

2、由曲面的在機檢測相比于離線檢測對效率的要求更為嚴(yán)苛。本文針對自由曲面在機檢測的特點，提出了一套高效的自由曲面的加工誤差在機檢測與補償方法。利用加工曲面的在機檢測數(shù)據(jù)和鏡像補償模型對設(shè)計曲面的控制頂點進行調(diào)整分別得到加工曲面和補償曲面，實現(xiàn)對自由曲面加工誤差的在機檢測與補償。本文主要完成了以下幾項工作。
　　1.提出多點約束下T樣條曲面的重建方法，建立了T樣條曲面重建中控制頂點的迭代調(diào)整流程。首先研究了單點約束下T樣條曲面的重建方法

3、，基于約束優(yōu)化方法對T樣條曲面上與約束點相聯(lián)系的控制頂點進行調(diào)整，實現(xiàn)了單點約束下T樣條曲面的重建。然后分析了多點約束下T樣條曲面控制頂點調(diào)整過程中的相互重疊問題，通過迭代調(diào)整過程使得設(shè)計曲面發(fā)生變形，最終完成對所有約束點進行擬合。
　　2.針對自由曲面控制頂點的作用域，提出了一種基于曲面敏感點的采樣點選擇方法。首先，對自由曲面控制頂點對曲面的貢獻進行了分析，針對多點約束下自由曲面的重建方法提出了基于曲面敏感點的采樣點選擇方法。針

4、對帶關(guān)鍵區(qū)域的自由曲面檢測提出了基于T樣條曲面的采樣點局部細(xì)化方法。基于曲面敏感點的采樣點選擇方法結(jié)合T樣條曲面的局部細(xì)化能力實現(xiàn)了自由曲面檢測中采樣點的局部細(xì)化，可以根據(jù)曲面不同區(qū)域的優(yōu)先級別設(shè)置不同密度的采樣點，有利于提高自由曲面檢測的效率，達到檢測資源最大化有效使用。
　　3.針對傳統(tǒng)的自由曲面加工誤差檢測中需要進行工件轉(zhuǎn)移、重新裝夾定位等問題，提出了基于曲面控制頂點調(diào)整的曲面加工誤差在機檢測方法。該方法結(jié)合了多點約束下自由

5、曲面的重建理論，可以通過對相對少的采樣點檢測完成曲面加工誤差檢測與評估，提高了自由曲面加工誤差在機檢測的效率。
　　4.針對帶關(guān)鍵區(qū)域的自由曲面各區(qū)域檢測與加工精度的要求不同，提出了一種帶關(guān)鍵區(qū)域的自由曲面加工誤差檢測與補償方法，利用T樣條曲面對曲面關(guān)鍵區(qū)域進行采樣點細(xì)化，提高了曲面關(guān)鍵區(qū)域的檢測與補償精度。首先利用T樣條曲面的局部細(xì)化對曲面的關(guān)鍵區(qū)域進行細(xì)化，采用基于曲面敏感點法的采樣點選擇方法對曲面的采樣點進行選擇，在曲面的關(guān)

6、鍵區(qū)域配置更多的采樣點，提高曲面關(guān)鍵區(qū)域的重建精度，實現(xiàn)對曲面關(guān)鍵區(qū)域更高精度的加工誤差檢測與補償。
　　5.在理論研究成果的基礎(chǔ)上，通過具體的自由曲面加工實驗對所提的自由曲面加工誤差在機檢測與補償方法進行了驗證。首先，通過對一張NURBS曲面的加工、檢測與補償驗證了基于自由曲面控制頂點調(diào)整的曲面重建方法在自由曲面加工誤差在機檢測與補償?shù)挠行?。然后，對一張帶關(guān)鍵區(qū)域的T樣條曲面進行加工實驗研究，采用基于曲面敏感點的采樣點選擇方法