基于三坐标测量机自适应测量的自由曲面逆向

自由曲面的精确测量和重构是决定具有自由曲面特征的零部件复现精度的重要因素,传统逆向中测量与重构是相互独立又不能有效评估的。为提高自由曲面测量速度和重构精度,基于三坐标测量机(Coordinate measuring machine,CMM),提出自适应测量的曲面重构方法。测量过程中,通过不断拟合样件上已测点,预算待测点及其测量矢量,指导CMM自动采集曲面上数据。由点云拟合自由曲面模型后,检验拟合模型上点与样件上相应点的误差;若误差偏大,则在测量点云中加入检测点后重新拟合曲面,进一步检测重拟合实体模型直至满足精度要求,得到精准数据点和精致的自由曲面模型。辅以计算机图形可视化实例验证本法,测量精度及其重构精度可达μm级,具有自由曲面特征的零部件整个逆向周期呈数量级下降,算法鲁棒性强。     

基于CMM自由曲面自适应测量及实时重构技术研究

逆向工程研究的重点是提高测量的速度和重构的精度。对自由曲面的测量提出应用接触式三坐标测量机进行自适应测量的实时重构方法。该方法通过不断的对已测曲面点的拟合来预测待测点的坐标和测量矢量,从而可以指导三坐标测量机自动完成整个曲面的测量,并借助非均匀B-spline拟合自由曲面模型,在线评价重构模型误差,直至误差大小满足精度阀值。实例验证表明,该方法可以有效地提高自有曲面逆向重构精度,整个逆向周期大大减少,精度较好。因此,所提出的算法可有效地提高自由曲面工件逆向重构精度,缩短逆向周期。     

基于Geomagic Studio实现自由曲面全逆向NURBS重构

以工艺品逆向工程造型为例,介绍了基于Geomagic Studio实现自由曲面全逆向NURBS重构的工作流程,并就重构过程中的点云处理、多边形处理和曲面处理等关键问题进行了探讨。     

基于实时重构的自由曲面自适应布点方法

针对现有的自适应算法计算量庞大、在工程中可应用性不强的缺陷,提出在等距法布点的基础上,对测量点进行实时重构来指导三坐标测量机根据曲面本身特性自动增加测量点的方法。测量过程中,当通过拟合五次B样条曲线、三次B样条曲面判断现有测量点不满足精度时,利用两侧测量点的曲率半径,计算出需增加测量点的准确位置,重新拟合包含新检测点的检测样本,直到满足精度要求。以曲面样件为例,辅以计算机图形可视化验证该算法,实验结果表明该方法测量精度及重构精度均可满足数字化检测要求,且在工程应用中相比曲率自适应算法其计算量大幅下降,有效提高了曲面检测效率。     

提高自由曲面透镜测量精度的迭代重构曲面算法研究

在提出的基于图像变换的光学透镜的表面面形测量方法中，建立了造代重构曲面算法。算法根据待测透镜光学表面在光学成像系统中的图像变换特性，重构出与待测透镜光学表面具有相同图像变换特性的数值三维曲面簇，利用造代方法从中筛选出与待测透镜光学表面面形完全相同的数值三维曲面，解决了测量精度不足的问题。实验结果表明，使用该算法所构建的数值曲面与待测透镜光学表面的曲面面形能够准确相符。     

自由曲面测量中测点自适应规划方法研究

介绍了几种常见的自由曲面测量测点自适应规划方法,分析了现有未知曲面测量方法的不足,针对未知曲面的测量精度和效率问题,提出了一种未知曲面自适应测量的矩形规划方法,以实现沿两维方向的测点自适应,并通过仿真实验验证了该方法的可行性。     

自由曲面自适应采样测量方法的研究现状

介绍了自适应采样测量方法的原理,分别对CAD模型己知与未知时自由曲面测量的国内外研究现状进行了综合评述,并展望了今后的研究方向。     

基于三坐标测量机双参数向自适应测量自由曲面

提出一种基于三坐标测量机的双参数向自适应测量自由曲面方法。CMM手动测量被测曲面边界点后,连接点生成可测区域,由可测区域自动拓扑生成几条均布初始扫描线以及每条扫描线的均匀初始点,对于U向的各条扫描线,CMM在自动测完初始点后,不断拟合已测点为B样条曲线,由曲线末端曲率自适应预测下一测点并指导CMM自动测量。测完初始扫描线后拟合已测点云为B样条曲面,由曲面V向边界最大曲率自适应确定下一扫描线位置,并进行该条扫描线U向自适应测量,重复这一过程直至曲面测量完毕。测点可随被测曲面自身曲率变化特性而疏密分布,曲率变化大的重要特征区域分布密集,曲率变化小的非重要区域分布稀疏,既保证了重要特征点不会遗漏又避免了数据冗余。理论曲线曲面自适应测量实验结果表明该方法测量精度可达微米级,实例零件应用验证了该方法的可行性。     

基于超声测距的自由曲面数字化方法研究

对数学模型未知的自由曲面进行超声仿形测量时，必须事先估算各采样点的位置和法矢。针对此问题，提出了一种两次采样的数字化方法：首先采用双曲线外插方法对曲面进行特征线采样，生成初始曲面；然后采用B样条节点插入算法对初始曲面进行递归分割，生成基于给定采样精度的自适应采样路径。实例表明，该方法能较好地提高自由曲面超声测量的效率。     

一种双面凸轮的反求设计方法

提出一种双面凸轮的反求设计和误差控制方法。从动件类加速度对轮廓曲线误差敏感,通过修正从动件类加速度曲线,以间接提高凸轮廓线精度。通过数字化测量,获得凸轮双面轮廓的点云数据,对点云数据进行精简并进行重构、装配对齐,获得凸轮轮廓实体模型。对获得的凸轮轮廓数据二次求导并拟合,获得从动件类加速度曲线和类加速度误差值。基于类加速度误差与从动件位移误差的关系函数,对轮廓线进行修正,从而消除反求误差。     

反求工程中基于双三角测量的多视拼合

双三角测量在反求工程中得到了广泛的应用,在双三角测量中,模型的多视“点云”拼合直接影响着建模的精确度。基于坐标变换原理,运用三点定位方法将多视“点云”归一化,为数字化建模提供了理论依据。     

逆向工程技术研究及应用

论述了逆向工程的意义、应用、坐标数据测量、基于测量数据的模型重建等问题。结合工程应用，给出了某种型号摩托车的坐标数据采集方法，并给出了部分零部件及整车外形的CAD模型重建结果。     

基于逆向工程的缺损颅骨模型重建

利用逆向工程技术,对颅骨缺损部分进行曲面重构,同时利用快速成型技术还可以得到颅骨和补缺处的实体模型,大大缩短了手术时间,提高了手术的成功率.     

基于CATIA的逆向工程中的曲面重建

曲面模型的建立是逆向工程技术中极为关键的一步。本文通过一个具体实例,介绍了如何利用CATIA V5逆向工程模块调入点云,经过滤、网格化,到创建扫描线、生成曲线、填充曲面最后建立起曲面模型的数据处理过程,为读者提供了一种逆向工程中曲面重建的基本方法。     

基于逆向工程的汽车前围板曲面重构

介绍了汽车前围板零件的逆向设计流程,重点分析了该零件的点云数据测量方法及CAD模型曲面重构,总结了逆向建模过程中的一些常见问题。通过RE技术实现了前围板曲面的快速建模,显著地提高了产品研发效率。