精度要求，经实际 使用证明具有很好的性价比。
[0026] (2)本发明采用高精度（10微米）激光测距传感器，测量球冠面形貌特征数据，应 用的CAD/CAM软件技术，对采集的特征数据要采取滤波等技术手段，对奇异数据点进行有 效地判断和剔除，保证逆求出来的球冠面模型与实际自由曲面模型相一致。
[0027] (4)经实际运用验证表明，应用本发明对喷涂在球冠面箱底的泡沫塑料进行数控 仿型加工，完全满足表面光洁度及等厚度的要求。
【附图说明】：
[0028] 图1为大直径薄壁箱体的球冠面箱底外形与旋转环总成示意图；
[0029] 图2为本发明加工装置结构组成示意图；
[0030] 图3为本发明加工方法实现流程图；
[0031] 图4为本发明箱底球冠面按自由曲面处理时的型面数据采集曲线图；
[0032] 图5为本发明箱底包含凸起物数据及剔除并填充平滑数据后的效果图
[0033] 图6为本发明中采集数据去除毛刺前三维曲线图；
[0034] 图7为本发明中采集数据去除毛刺后三维曲线图；
[0035] 图8为本发明中箱底采集数据滤波、数据光顺后的三维曲线图；
[0036] 图9为本发明中计算机CAD/CAM显示读入箱底球冠面数据曲线图；
[0037] 图10为本发明中计算机CAD/CAM显示逆求造型曲面图
[0038] 图11为本发明中计算机CAD/CAM软件逆求造型曲面凸起物叠加图；
[0039] 图12为本发明中计算机仿真验证加工程序实际走刀轨迹。
【具体实施方式】：
[0040] 如图1所示，大直径薄壁箱体包括两个球冠面箱底1、6和柱段4,在球冠面箱底上 有凸起物2,在柱段4的两端分别安装有旋转定位环3、5。
[0041] 如图2、图3、图4所示，本发明加工装置，包括：旋转定位环3、5、箱体支撑旋转定 位装置7、三轴数控加工设备8、数控系统9、球冠面箱底金属表面形貌数据测量系统10、计 算机系统11、数据采集模块12、数据预处理模块13和数控加工软件CAD/C模块14,数据采 集模块嵌入在数控系统中，数据预处理模块和数控加工软件CAD/CAM模块嵌入在计算机系 统中；旋转定位环3、5成对使用，分别安装在大直径薄壁箱体的柱段4的两端，作为安装和 旋转定位的基准。
[0042] 将安装好旋转定位环3、5的大直径薄壁箱体吊运至箱体支撑旋转定位装置7上， 由箱体支撑旋转定位装置7驱动大直径薄壁箱体转动；球冠面箱底金属表面形貌数据测量 系统10包括测距传感器及固定装置，测距传感器通过固定装置安装在三轴数控加工设备8 的主轴前端，测距传感器与主轴一起以大直径薄壁箱体的球冠面箱底中心的同心圆为轨迹 旋转，如图4所示，按相同间距走同心半圆轨迹，箭头曲线表示测量轨迹，由圆周向圆心方 向移动，A点为数据测量的起始点，B为该园轨迹线的半圆终点，C为下一个同心半圆轨迹的 起始点，D为该同心半圆轨迹的终点，数据采集模块采集测距传感器测量的同心圆上球冠 面金属表面形貌特征数据。
[0043] 如图5、图6、图7、图8所示，计算机系统中的数据预处理模块将球冠面金属表面形 貌特征数据进行预处理，数控系统将球冠面金属表面形貌特征数据传至计算机系统；在此 期间，将球冠面箱底喷涂泡沫塑料；噪声数据滤波处理后剔除凸起数据并平滑为新的数据 具体过程为：根据球冠面金属表面形貌特征数据中的噪声数据采用圆率法进行光顺处理， 光顺处理分为初光顺和精光顺；初光顺是使得球冠面金属表面初步光滑；精光顺是使球冠 面金属表面在初光顺的基础上再进一步光滑；并将光顺处理后的球冠面金属表面形貌特征 数据进行存储。数据预处理模块中预处理包括滤波及数据平滑处理，滤波处理，即球冠面金 属表面形貌特征数据中的噪声数据包括测量噪声数据及凸起物表面数据，对上述噪声数据 经滤波处理后剔除异常数据，并平滑为新的数据；同时将球冠面金属表面形貌特征数据中 的凸起物数据也按照上述噪声数据进行相应处理，即剔除凸起数据并平滑为新的数据，经 过对测量数据经滤波、平滑处理后得到真实金属球冠面的光顺空间曲线，并将数据通过接 口传送给计算机系统。
[0044] 上述平滑为新的数据具体过程为：根据球冠面金属表面形貌特征数据中的噪声数 据采用圆率法进行光顺处理，光顺处理分为初光顺和精光顺；初光顺是使得球冠面金属表 面初步光滑；精光顺是使球冠面金属表面在初光顺的基础上再进一步光滑；并将光顺处理 后的球冠面金属表面形貌特征数据进行存储。
[0045] 圆率法是一种选点修改法，这种方法不需要插值曲线，按型值点的几何位置即可 判断其光顺性，进而找出坏点给予光顺修改，不改动好点，因为在数学处理过程中不需要建 立坐标系。根据测量得到的测点数据特点，本发明中的预处理选择采用圆率法进行光顺处 理，处理简单、运算速度快，适用于大挠度曲线或封闭曲线。
[0046] 如图5所示，显示测量的球冠面金属表面形貌特征数据中的一组特征数据，图5-a 为滤波处理前的特征数据，图5-a为滤波处理后将凸起物表面数据剔除后经平滑为新的数 据。
[0047] 如图6所示，球冠面金属表面形貌特征数据滤波处理前，即去除毛刺前的三维数 据曲线图，图示中的异常数据为噪声数据。
[0048] 如图7所示，球冠面金属表面形貌特征数据滤波处理后，即去除毛刺后的三维数 据曲线图，噪声异常数据被剔除。
[0049] 如图8所示，球冠面金属表面形貌特征数据滤波处理后，即剔除噪声数据点，再采 取光顺处理，得到数据光顺后的三维曲线。
[0050] 如图9、图10、图11、图12,通过计算机系统数控加工软件CAD/CAM模块中的CAD软 件逆向成型，呈现球冠面金属表面空间数据曲线，然后生成呈现球冠面金属表面模型，计算 机CAD/CAM软件逆求造型曲面凸起物叠加。根据球冠面金属表面模型的曲面，使刀具切削 点在切削过程中形成的包络面与球冠面金属表面的曲面等距加工，形成等厚加工程序；计 算机再将等厚加工程序代码传送给数控系统。在实际加工之前，对生成等厚加工程序在计 算机屏幕上进行仿真模拟数据加工试验，模拟数控加工试验过程，观察刀具是否会与球冠 面金属表面和球冠面金属表面上的凸起物发生碰撞，如果有碰撞，修改刀具抬刀高度，直至 无碰撞发生，最后，将仿真无误的数控程序输入数控系统准备加工，由数控系统控制三轴数 控加工设备自动实现对球冠面箱底的泡沫塑料等厚加工。
[0051] 如图9所示，将球冠面金属表面形貌特征数据经滤波、光顺处理预处理后以特定 格式存储，经计算机系统的CAD/CAM软件进行处理自动生成出各个面上的截面线，将各曲 线光滑过渡，并保证各段曲线的连续，得到空间曲线。
[0052] 如图10所示，球冠面金属表面的空间曲线，采用CAD/CAM软件进行处理，对曲面线 采取放样处理即可呈现球冠面的曲面形状。
[0053] 如图11所示，为了使逆求曲面更加精确，在数据处理时将测量的凸起物表面数据 作为噪声数据剔除，并平滑处理新的数据，在逆求的冠面金属表面上将凸起物重新叠加。因 凸起物的大小、形状不同，采用包络圆柱体替代凸起物，可根据包络圆柱体的直径、高度与 位置数据进行实体造型，将凸起物添加到曲面上。
[0054] 如图12所示，计算机系统CAD/CAM软件，分别根据球冠面金属表面曲面造型结果 以及刀具几何形状和尺寸，确定出球冠面金属表面曲面泡沫塑料等厚加工的数控铣削加工 刀具轨迹路径，试验仿真等厚加工程过程，对于每个凸起物区域应避让刀具，观察防止刀具 与凸起物发生碰撞，如果有碰撞，修改刀具抬刀高度，直至无碰撞发生。
[0055] 本发明的实施需要配置相关的装置，包括：
[0056] 1、三联动数控机床系统：数控机床本体配置满足薄壁箱体对行程及