基于逆向工程的复杂曲面重构技术的研究

发布时间：2019-10-13 10:23

【摘要】：作为近年来先进制造领域的研究热点,逆向工程已发展成为CAD/CAM系统中相对独立的研究分支,其相关领域包括几何测量、数据处理、几何造型、数字化制造等。而且,目前激烈的市场竞争使产品的更新换代频繁,在工业设计中自由曲线曲面的设计不能清楚表达且难以进行CAD建模,利用反求技术可以很好的缩短产品的开发时间,提高市场的竞争力,本文在阅读大量国内外文献基础上,将逆向工程中曲面重构(由多个子曲面构成的复杂曲面,而非单一曲面)作为本课题的重点进行深入研究。本文主要从以下几个方面进行了研究： (1)本文采用的是实验室自主研发的三坐标测量机,首先对实验设备进行了研究,因为采用的是激光测头,所以要考虑工件表面的颜色、粗糙度、光照等因素对采集数据的影响,这对实验过程有很大的帮助。 (2)点云采集完成以后,就是对点云进行处理,本文采用的是添加去除噪音的模块,对点云进行杂点过滤,去除不需要的点,以及进行点云的精简等,为后续的点云分块及重构做准备。 (3)点云处理完以后就是对曲面重构,这也是本课题研究的重点和难点,在进行曲面重构之前,首先要对被重构模型进行分析,然后进行点云的分块,在本文中,针对点云分块采用的是曲率突变的边界作为分块的依据,将各分块后的曲面重构完成以后,然后对其进行拟合、拼接,最终完成模型的重构。 (4)提出了一种新的曲面重构方法,利用特征线和点云相约束的方法进行曲面重构,该方法,并进行了具体实例比较,该方法重构后曲面精度比较高。 (5)通过三坐标测量机获取米老鼠点云利用Imageware软件,进行数据处理、曲面的重构,找出重构过程遇到的问题并进行修改,最终取得了满意的结果。 (6)本文在实例重构的过程中,通过实际的操作,将逆向方法和正向方法进行了对比研究分析,提出了逆向与正向结合建模的方法,本文采用VB控制程序实现了数据间的转换,同时利用一个具体实例证明了该方法可行性。
【图文】：

三坐标测量机

本实验采用的是东北大学研究所自主研发的四轴联动的三坐标测量机。系统结构如图2.1所示：’:■ Y g ■赚嫇、： I 孤, ?榦图2，，1实验三坐标测量机Fig.2.1 Experimental coordinate measuring machine其中左右移动的是X轴，前后移动的是Y轴，上下移动的是Z轴，他们均做直线运动，工作台上的圆盘是U轴，做旋转运动，他们分别由四个步进电机驱动。本文通过上图的测量机可以完成对样件的测量，将被测样件放置于测量机的转盘上

界面图,过程监测,采集数据,界面

S 无效■区LO一 ^ fi^ T _ _____ ^ _ ____ _ 一T 棚榞图2.2激光测头的测量范围Fig2.2 laser probe measuring range本实验采用的测头是非接触式激光位移传感器CD1-100，测量范围是65-135如果在测量范围内，输出的电流在20-40inA之间，通过数据采集卡转换成电压为1-如果超出了此范围，输出电压恒定为6V。采集数据过程中可以通过下面的控制界面行监测：
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH122

【参考文献】