逆向工程中使用CATIA软件快速构建高质量曲面

逆向工程中,使用激光测量机对产品样件进行测量,得到产品的点云数据,对这些点云数据进行必要的处理,将处理好的点云生成小三角网格面,反映产品的样子。根据这些点云数据,利用CAT—IA软件,快速构建高质量的曲面。在构建过程中,对产品进行拓扑分解,分析曲面与曲面之间的拼接关系,快速构建曲面的光顺性检查及与点云数据之间的距离误差,产品的功能性及工艺性检查。使用CAT—IA软件中强力拟合工具进行曲面拟合时,调节曲面的阶数和段数,在误差允许的范围内生成光顺的曲面。     

复杂曲面三维轮廓精度数字化比对检测与误差分析

针对外形复杂的自由曲面,缺乏准确高效的检测方法这一现状,提出了基于光学测量和计算机图形图像处理技术的三维检测方法。利用激光扫描技术获取复杂曲面点云数据,通过快速检测软件,将扫描点云数据与CAD模型进行比对。介绍了实物模型数字化过程及多视点云数据拼合方法。针对可能产生加工误差的原因,以一尊佛像为例,检测了复杂曲面的3D偏差,并结合加工工艺分析出了实际误差产生的原因。该研究为复杂曲面的检测、加工质量控制提供了科学、快捷的方法。     

逆向工程在某型导弹整流罩中的应用

通过导弹整流罩零件点云数据测量及曲面模型构建和UG零件的生成这一实例,介绍了逆向工程技术在自由曲面建模中的应用,重点介绍了利用逆向工程软件Imageware对点云数据处理的原理和方法,并对构建出的模型进行误差分析,建立了指定范围内的曲面模型。     

逆向工程在某型导弹整流罩中的应用

通过导弹整流罩零件点云数据测量及曲面模型构建和UG零件的生成这一实例,介绍了逆向工程技术在自由曲面建模中的应用,重点介绍了利用逆向工程软件Imageware对点云数据处理的原理和方法,并对构建出的模型进行误差分析,建立了指定范围内的曲面模型。     

逆向设计中点云处理的应用技术研究

应用CATIA软件中的数字曲面编辑器和自由造型模块,对由Tritop和Atos软件得到的汽车车轮挡泥板的点云数据进行了分网和曲面拟合处理,并探讨了在划定点云范围、过滤点云、分网以及拟合曲面过程中的一些技巧和方法,通过误差分析,得出了一些应用CATIA处理点云数据的分析结论。     

曲面零件的数字化检测

介绍了已有CAD模型以及基于该模型生产出来的样件,通过对样件进行数据采集,利用采集的点云数据与已有CAD模型之间的相对特征来对二者进行粗定位,进而用ICP算法对二者进行精确定位,最后用点到曲面的最小距离的算法来对样件和CAD模型进行误差分析,以此解决曲面类零件因其形状不规则而难以对其制造误差进行检测的问题。     

复杂曲面的形状误差评定方法研究

随着制造业技术和装备的不断进步,复杂曲面零件的加工精度要求愈来愈高,其形位误差的检测与评定是机械加工中十分重要的环节。为了实现复杂曲面的形状误差评定,介绍了形状误差的定义及评定步骤。以工程上常用的双三次B样条曲面描述复杂曲面模型,提出采用网格法求取点到曲面的最小距离。以优化理论为基础,介绍了网格法的计算原理。采用关节臂测量机对一个B样条曲面零件获取测量数据,以Visual C++6.0为开发工具,实现了该实例曲面的形状误差评定,验证了所采用误差评定方法的有效性。     

CATIA软件在汽车逆向设计点云处理技术中的应用研究

应用CATIA软件中的数字曲面编辑器和自由造型模块，对由Tritop和Atos软件得到的汽车车轮挡泥板的点云数据进行了分网和曲面拟合处理，并探讨了在划定点云范围，过滤点云、分网以及拟合曲面过程中的一些技巧和方法，通过误差分析，得出了一些应用CATIA处理点云数据的结论。     

基于点集拓扑学涡旋曲面轮廓度误差评定

对自由曲面的轮廓度误差进行评定是精密测量中的一个难点。在涡旋压缩机制造过程中,检测方面亟待解决涡旋齿曲面轮廓度误差评定问题。点集拓扑学运用于曲面轮廓的表述,具有原理清晰、数据处理简洁的特点,据此建立曲面轮廓度评定数学模型,结合涡旋齿曲面型线特征的分析,通过从空间坐标系的建立、点到曲面距离的计算、曲面平动与旋转等方面构建适用于涡旋齿曲面的最小二乘轮廓度误差评定算法。实例研究中,采用德国卡尔蔡司三坐标UMC550采集的点位数据应用到评定算法中计算轮廓度值,实验验证了基于点集拓扑原理构建涡旋曲面轮廓度误差评定模型算法的有效性及高精度,为自主开发涡旋型线检测专机中涡旋轮廓度评定软件提出了一种解决办法,具有较高的应用参考价值。     

重构曲面精度评价方法研究

随着计算机技术、测量技术、曲面重构技术的飞速发展,基于功能表面的高精度逆向工程已成为可能,这对重构曲面的精度控制技术提出了更为苛刻的要求。现有方法一般是对误差产生原因进行定性分析,很不完善。本文首先通过精度设计,对逆向工程产生的各种误差进行合理分配;并首次引入曲面轮廓度的概念,在此基础上定量地对曲面重构误差进行了快速计算和有效分析;本文最后给出了增压器叶轮各个功能曲面的重构精度评价效果图,效果图很好地揭示了测量点云对于重构曲面的偏差值以及数据点云在各个误差带中的分布情况。     

涡轮叶片当量测具设计及误差分析

介绍了涡轮叶片喉道当量的测量方法,并基于UG设计了一种用于叶片加工过程中当量测量的测具。分析了复杂曲面采用点定位时的定位误差,介绍了误差修正方法,并采用该方法对所设计测具的定位及测量误差进行了分析和修正。     

基于逆向工程的三维人脸建模

采用结构光3DSS三维扫描仪采集人脸点云数据,通过八叉树细分和对点云的法向估计进行人脸点云数据简化,利用三角曲面片造型法进行点云三角网格化,以及数据插补和创建NURBS曲面,建立了人脸三维数字化模型,并对人脸模型数据作误差分析。该方法能够快速建立三维人脸模型,且能满足人脸数字化和CAD／CAM系统的应用要求。     

基于ImageWare的逆向工程技术

介绍了逆向工程的概念、特点及工作流程,通过话筒的反求设计阐述了用ImageWare对点云数据进行数据处理、曲面重建及造型的过程.介绍了由大量数据点进行曲线、曲面反求的设计方法,研究表明ImageWare在逆向工程技术中的应用具有重大的意义.     

基于三坐标测量的模具反求设计

论述了从三坐标测量机得到的数据重建模具CAD模型的工作过程,包括点云的预处理如点云对齐、误差点剔除;曲面重构:包括点云的网格化、孔洞填充、边界处理、曲面拟合及曲面评估.利用Geomagic软件完成了对某梁的逆向设计,证明了反求工程理论的可行性.     

基于少量测量数据的复杂曲面重构

研究了少量测量数据情况下的复杂曲面反求技术,给出亍曲面重构的具体实案.以叶轮为例,介绍了复杂曲面重构中的数据采集、三维造型和误差检测、修正的方法,解决了反求工程中少量点曲面重构的技术难点.     

截面测量数据的B样条曲面拟合

针对激光扫描仪测量得到的截面型数据,提出了对截面线重新采样的方法,分析了重采样数据拟合曲线的误差,及平方误差随重采样比例变化的规律,从而通过控制误差来确定重采样数目.构造插值于截面数据点的非均匀B样条,再对其进行相同数目的采样,得到了呈矩形分布的点阵,采用双向平均积累弦长参数化方法确定、方向节点矢量,用插值的方法进行曲面拟合.此种方法不仅避免了对轮廓线进行相容性的处理,而且减少了模型数据量,提高了曲面重构的效率.     

UG/Imageware在逆向工程曲面重构中的应用

结合曲面自身特点,采用ATOS扫描仪对其扫描得到点云数据,利用逆向造型软件Imageware强大的点云数据处理功能,采用4-边界法在Imageware中进行点云数据处理、曲线处理、曲面处理等,重构曲面模型并进行模型误差评价.利用UG Nx4的曲面创建优势,将Imageware中提取4-边界曲线,导入UG NX4中创建曲面并进行光顺分析,直至得到最优化曲面.这种设计方法大大缩短了设计开发周期,提高产品的设计效率.     

基于反求工程的汽车内饰件逆向设计

介绍了反求工程技术,通过对点云预处理和CATIA的数字曲面编辑器及自由造型模块,对得到的汽车内饰件点云进行了分网和曲面逆向设计,并探讨了在划定点云范围、过滤点云、分网以及曲面造型设计过程中的一些技巧和方法.通过误差分析后得出了一些有用的结论.实例表明,采用反向和正向相结合的设计方法,能极大地提高了汽车内饰件的开发效率.     

基于点云数据的曲面法矢检测方法

针对航空制造现场自动制孔存在的法向修正错误问题,提出一种基于点云数据的曲面法矢检测方法。通过激光旋转扫描获取曲面上圆周点云数据,利用平面拟合来获得曲面法矢;利用抛物柱面模型与球面模型进行仿真测试与误差分析。实验结果表明：曲面法矢检测误差随曲面曲率半径的增大而减小;对于飞机蒙皮等曲率半径较大的零件,本方法的制孔法向精度优于0.5°。     

复杂曲面微模具的加工仿真及实验研究

采用逆向工程方法获取微模具的点云数据,利用逆向工程软件对点云数据进行处理、曲面重构和误差分析,获得了具有较高曲面造型精度的模具模型.利用UG加工模块,对微模具的数控微细铣削加工过程进行仿真,确定合理的切削参数和数控程序.以微小型三轴数控铣床为加工平台,利用微径球头铣刀对微模具进行加工实验.最终,实现了特征尺寸在微米级、具有复杂曲面结构微模具的高质量加工.