基于逆向工程的破损零件修复方法研究

发布时间：2017-04-10 17:15

  本文关键词：基于逆向工程的破损零件修复方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：逆向工程作为依据实际产品获取产品设计资料的一种工程手段,需要将实体零件或者手工模型转化为CAD数据,以便于利用快速成型系统(RP)、计算机辅助制造(CAM)系统等先进技术融合在一起,实现从实际产品、产品模型到几何模型的直接转换。随着经济社会的发展,机电产品更新换代的速度越来越快,产生了大量的废旧零件,其中有很大一部分废旧零件是因为局部的破损而报废的,如何将这些局部破损的零件进行修复,使其重新工作,对于缓解经济社会发展与资源环境之间的矛盾具有重大意义。本文把逆向工程技术和快速制造系统相结合,利用逆向工程技术获取破损零件的缺损部位的STL文件,再对STL文件进行分层切片、扫描轮廓线。最后,将轮廓线进行数控编码,输入快速成型系统(RP)中,就实现了对破损零件的修复。主要研究内容如下:1、研究了点云数据的获取方法,对接触式测量系统和非接触式测量系统从测量原理、测量精度、测量时间等方面进行了比较,从测量原理出发分析了影响点云数据质量的因素。2、依据零件失效的形式,从经济性和技术性两个方面选择了适用于修复的零件,对零件在点云数据采集前的表面处理过程进行了分析,并举实例说明了数据获取前零件的表面处理对重构模型精度的影响。3、对采集到的点云数据进行处理,通过剔除体外孤点、数据平滑等步骤基本排除了点云数据获取时外界因素对数据精度的影响。把零件的标准CAD模型转换为点云数据,与破损零件点云对齐后得到了破损零件缺损部位的点云数据。对缺损部位点云数据进行处理后,存储为STL文件。4、研究了STL文件分层的原理,并对STL文件分层过程中可能出现的特殊情况做了研究和处理。5、针对点云比较法获取的破损零件缺损部位点云数据精度不高的问题,提出了在修复前利用逆向校核软件Geomagic Qualify对其进行误差分析,依据得到的误差分析报告对缺损部位的点云数据进行修正,提高了修复精度。
【关键词】：逆向工程 快速制造 破损零件 修复
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH17;TP391.7
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 课题背景及研究意义12-13
• 1.1.1 课题背景12
• 1.1.2 课题研究的意义12-13
• 1.2 逆向工程及快速成型技术领域的研究13-17
• 1.2.1 逆向工程及点云匹配技术13-15
• 1.2.2 喷涂技术与快速成型技术15-17
• 1.3 本课题的主要研究内容、方法及技术路线17-18
• 1.3.1 本课题的研究内容17
• 1.3.2 研究方法17-18
• 1.3.3 技术路线18
• 本章小结18-20
• 第2章 逆向工程技术研究20-28
• 2.1 逆向工程概述20-21
• 2.2 逆向工程关键技术21-22
• 2.3 点云数据预处理22-24
• 2.4 数据分割与曲面重构24-26
• 2.5 逆向工程应用的领域26-27
• 2.6 逆向工程与再制造27
• 本章小结27-28
• 第3章 破损零件修复方案设计28-36
• 3.1 破损零件数字化方式的选择29-34
• 3.1.1 可修复破损零件的选择29-30
• 3.1.2 破损零件点云数据获取方式的选择30-34
• 3.2 零件点云数据获取及待修复区域STL文件生成34
• 3.2.1 零件点云数据获取34
• 3.2.2 待修复区域STL文件生成34
• 3.3 修复方式的选择34-35
• 本章小结35-36
• 第4章 破损零件点云数据获取前准备36-43
• 4.1 修复工作的经济性和技术性分析36-39
• 4.1.1 修复工作的经济性分析36-37
• 4.1.2 修复工作的技术性分析37-39
• 4.2 点云数据获取前零件表面处理39-41
• 4.2.1 零件表面毛刺，不规则型面的处理39-40
• 4.2.2 点云数据获取前零件表面其他技术处理40-41
• 4.3 测量规划41-42
• 本章小结42-43
• 第5章 点云数据处理及缺损部位实体模型的获取43-52
• 5.1 点云数据处理43-46
• 5.1.1 去除体外孤点及降噪43-44
• 5.1.2 数据平滑44-46
• 5.2 数据精简与分割46
• 5.3 破损零件缺损部位实体模型获取46-51
• 本章小结51-52
• 第6章 破损零件的快速修复52-66
• 6.1 破损零件的缺损部位的STL文件分层处理53-57
• 6.1.1 STL分层原理53-55
• 6.1.2 STl文件分层算法研究55-57
• 6.2 基于扫描线的轮廓线生成算法57-59
• 6.3 修复方法59-62
• 6.4 误差检测62-64
• 6.4.1 修复前缺损部位点云数据检测62-64
• 6.4.2 零件修复后的检测64
• 本章小结64-66
• 结论与展望66-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-73
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录73

【参考文献】

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本文编号：297161