【摘要】：作為近年來先進(jìn)制造領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),逆向工程已發(fā)展成為CAD/CAM系統(tǒng)中相對獨(dú)立的研究分支,其相關(guān)領(lǐng)域包括幾何測量、數(shù)據(jù)處理、幾何造型、數(shù)字化制造等。而且,目前激烈的市場競爭使產(chǎn)品的更新?lián)Q代頻繁,在工業(yè)設(shè)計(jì)中自由曲線曲面的設(shè)計(jì)不能清楚表達(dá)且難以進(jìn)行CAD建模,利用反求技術(shù)可以很好的縮短產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間,提高市場的競爭力,本文在閱讀大量國內(nèi)外文獻(xiàn)基礎(chǔ)上,將逆向工程中曲面重構(gòu)(由多個(gè)子曲面構(gòu)成的復(fù)雜曲面,而非單一曲面)作為本課題的重點(diǎn)進(jìn)行深入研究。 本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究： (1)本文采用的是實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的三坐標(biāo)測量機(jī),首先對實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了研究,因?yàn)椴捎玫氖羌す鉁y頭,所以要考慮工件表面的顏色、粗糙度、光照等因素對采集數(shù)據(jù)的影響,這對實(shí)驗(yàn)過程有很大的幫助。 (2)點(diǎn)云采集完成以后,就是對點(diǎn)云進(jìn)行處理,本文采用的是添加去除噪音的模塊,對點(diǎn)云進(jìn)行雜點(diǎn)過濾,去除不需要的點(diǎn),以及進(jìn)行點(diǎn)云的精簡等,為后續(xù)的點(diǎn)云分塊及重構(gòu)做準(zhǔn)備。 (3)點(diǎn)云處理完以后就是對曲面重構(gòu),這也是本課題研究的重點(diǎn)和難點(diǎn),在進(jìn)行曲面重構(gòu)之前,首先要對被重構(gòu)模型進(jìn)行分析,然后進(jìn)行點(diǎn)云的分塊,在本文中,針對點(diǎn)云分塊采用的是曲率突變的邊界作為分塊的依據(jù),將各分塊后的曲面重構(gòu)完成以后,然后對其進(jìn)行擬合、拼接,最終完成模型的重構(gòu)。 (4)提出了一種新的曲面重構(gòu)方法,利用特征線和點(diǎn)云相約束的方法進(jìn)行曲面重構(gòu),該方法,并進(jìn)行了具體實(shí)例比較,該方法重構(gòu)后曲面精度比較高。 (5)通過三坐標(biāo)測量機(jī)獲取米老鼠點(diǎn)云利用Imageware軟件,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、曲面的重構(gòu),找出重構(gòu)過程遇到的問題并進(jìn)行修改,最終取得了滿意的結(jié)果。 (6)本文在實(shí)例重構(gòu)的過程中,通過實(shí)際的操作,將逆向方法和正向方法進(jìn)行了對比研究分析,提出了逆向與正向結(jié)合建模的方法,本文采用VB控制程序?qū)崿F(xiàn)了數(shù)據(jù)間的轉(zhuǎn)換,同時(shí)利用一個(gè)具體實(shí)例證明了該方法可行性。
【圖文】：

本實(shí)驗(yàn)采用的是東北大學(xué)研究所自主研發(fā)的四軸聯(lián)動的三坐標(biāo)測量機(jī)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2.1所示：’:■ Y g ■賺 嫇、： I 孤, ?榦圖2，，1實(shí)驗(yàn)三坐標(biāo)測量機(jī)Fig.2.1 Experimental coordinate measuring machine其中左右移動的是X軸，前后移動的是Y軸，上下移動的是Z軸，他們均做直線運(yùn)動，工作臺上的圓盤是U軸，做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，他們分別由四個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動。本文通過上圖的測量機(jī)可以完成對樣件的測量，將被測樣件放置于測量機(jī)的轉(zhuǎn)盤上

S 無效■區(qū)LO一 ^ fi^ T _ _____ ^ _ ____ _ 一T 棚榞圖2.2激光測頭的測量范圍Fig2.2 laser probe measuring range本實(shí)驗(yàn)采用的測頭是非接觸式激光位移傳感器CD1-100，測量范圍是65-135如果在測量范圍內(nèi)，輸出的電流在20-40inA之間，通過數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換成電壓為1-如果超出了此范圍，輸出電壓恒定為6V。采集數(shù)據(jù)過程中可以通過下面的控制界面行監(jiān)測：
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH122

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2548619