基于坐标测量的风机叶片三维模型重构技术及数控加工仿真

发布时间：2020-04-25 00:30

【摘要】：叶片作为矿用通风机的关键零部件，，其设计是保证风机高效生产的重要前提；逆向工程是一种效率高、成本低的新型设计模式。本文基于逆向工程技术，通过点云数据测量、点云数据预处理、曲面重构等技术，实现了风机叶片的逆向重构。在此基础上，进行了实体模型生成及其数控加工仿真，这为风机叶片的高效设计和生产奠定了基础，具有一定的理论价值和实际意义。 本文主要研究工作如下： （1）通过对叶片曲面表面特征的分析，规划测量路径，运用三坐标测量机对叶片叶身曲面进行了坐标采集，获取了风机叶片曲面表面点云数据，这是对后续工作的保障。 （2）系统的介绍了测量数据的预处理技术，包括测量数据的冗余点去除、数据滤波、数据精简、数据插补等。通过弦高--偏差角度相结合的算法对每截面平面内的点云数据进行精简。 （3）对于风机叶片截面上的点云数据，提出了给定误差下的最小二乘非均匀B样条拟合，再进行二次采样精简点云数据的方法。 （4）深入分析了非均匀有理B样条曲面重构的方法，在介绍了曲线曲面拟合方法以及非均匀B样条和NURBS曲线曲面数学知识的前提下，对数据预处理后的截面坐标数据进行二次采样，得到u方向曲线型值点，再用累计弦长法构造非均匀节点矢量。应用该节点矢量构造非均匀B样条基，以此建立控制顶点反算方程组，然后将u向型值点做为v向控制点，反算出曲面的控制点，再根据非均匀有理B样条的计算公式，得到了风机叶片曲面的三维模型，为实物造型奠定了基础，提出的算法能满足重构的要求。 （5）提取拟合后曲面上的点云数据并导入UG软件中的Imageware模块进行曲面生成，然后在UG中生成实体模型，最后研究了该风机叶片的数控加工方法，得到了可用于机床生产的数控加工代码。
【图文】：

程是和产品的正向工程相对的，即根据现有的零件或原型，将其转化为CAD模型的相关的数字化技术，实现几何模型重建，最后再制造出产品的过程。其产品的正向设计与逆向工程设计的基本流程如图1.1和图1.2所示。图 1.1 正向工程流程图Fig 1.1 Positive engineering flow chart图 1.2 逆向工程流程图Fig1.2 Reverse engineering flow chart

程是和产品的正向工程相对的，即根据现有的零件或原型，将其转化为CAD模型的相关的数字化技术，实现几何模型重建，最后再制造出产品的过程。其产品的正向设计与逆向工程设计的基本流程如图1.1和图1.2所示。图 1.1 正向工程流程图Fig 1.1 Positive engineering flow chart图 1.2 逆向工程流程图Fig1.2 Reverse engineering flow chart
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TK83

【参考文献】

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本文编号：2639565