曲面类飞机产品激光跟踪测量工艺规划研究

为了提高通用航空飞机产品的加工质量,数字化定义模型和光学测量定位技术在产品质量检测体系中得到逐步应用。利用激光跟踪仪及其配套测量软件Polyworks对通飞曲面产品的测量过程进行工艺规划和测量路径可视化过程仿真,为曲面类产品的现场测量提供理论及工艺指导。为了提高测量拟合精度提出自由度定位基准点坐标对齐与最近点迭代算法对齐点数据相结合的方法,将产品测量坐标映射到设计坐标系下,完成数字化测量坐标系的统一,并实例验证。利用CATIA的开发接口采用CAA C++技术作为二次开发手段完成信息获取,并在计算机三维软件中与激光跟踪仪测量软件Polyworks完成测量点通信,利用宏脚本编辑语(MSCL)编辑程序将坐标转换之后的测量点进行路径仿真从而生成可视化的数字化测量工艺规划过程。     

基于双目结构光的大型薄壁构件在线壁厚检测技术

大型薄壁构件在位检测是保障大型薄壁构件制造精度的重要手段,进而也是提高产品质量和安全性的重要方法。应用双目结构光技术实现大型薄壁构件的在位检测,将双目测量与多频多相结构光测量相结合,通过选择基准面的方式间接测量薄壁结构壁厚,利用坐标转换将点云转换到转台坐标系,结合数控机床转角信息完成数据拼合,规划测量与加工流程,完成整个在位测量系统的设计与应用。实验结果表明该技术在大型薄壁构件在位检测方面有很大的提高和很好的效果。     

汽车头灯模具自由曲面数字化检测关键技术

含功能性自由曲面产品的高质量制造需要精确的测量和检测。用传统的手工方法检测缺乏基准特征的自由曲面 ,精度差且自动化程度低 ;而基于 3D测量学的坐标测量系统提供了准确而科学的自由曲面检测手段。本文阐述了自由曲面数字化检测的关键技术 ,即曲面的数字化、自由曲面的配准和比较分析与误差评定。讨论了数字化检测在设计、制造和产品质量保证等成形系统各个阶段中的应用 ,并以汽车头灯反射器为例表明了精确数字化检测的实用价值。     

三维曲面网状冲压件逆向建模的研究

探索运用逆向工程来构建三维曲面网状冲压件的三维数学模型。该方法使用激光三坐标扫描测量仪对三维曲面网状冲压件进行非接触式测量,得到三维曲面网状冲压件的点云数据,再运用Geomagic对点云完成数据拟合,得到三维曲面网状冲压件的数字化模型。相比于以三坐标测量机(CMM)为代表的传统测量网状冲压件三维坐标的接触式坐标测量方法存在的测量速度慢、测量精度不高的不足,激光三坐标扫描测量仪测量的速度更快,测量的精度更高。且Geomagic对点云完成数据拟合得到的数字化三维模型更贴合实际的模型,表明该方法切实可行。     

线结构光三维扫描测量中的多视数据对齐

对于大尺寸复杂形状全貌测量,基于光学测量技术测量范围的限制,需要将多视角测量数据统一到一个全局坐标系下,以形成被测形状的完整表达。该文研究了线结构光测量环境下的多视数据对齐技术,提出以投射激光光条为依据的标志点识别与计算方法,应用距离约束法建立各视角下标志点集的对应关系。利用各视角下的标志点集建立局部测量坐标系,并利用局部测量坐标系实现多视测量数据的预对齐;而且以测量数据的预对齐作为初始对齐结果,使用优化算法进行多视数据精确对齐以提高对齐精度。实验结果表明,多视数据对齐方法快速、稳定,可有效扩展线结构光测量技术的测量范围。     

一种基于反求技术的计算机辅助检测方法

利用反求技术中的点云测量手段与反求软件中的点云对齐和曲面质量评定功能,实现机械零件的计算机辅助检测.为机械产品的曲面质量检测提供了一种新的方法.     

基于水泵叶轮模具的三维逆向建模研究

结合闭式叶轮铸造过程中叶轮关键零件叶片的成型方法及叶片成型模,通过合理的三维扫描检测方法,提取叶片模具的型面点云数据;然后在逆向软件中实现叶片模具点云数据的基准对齐,完成叶片工作面与背面曲线的提取;接着利用三维软件进行曲面重构,完成单个叶片的三维创建;最后通过其他组合模具进行尺寸测量,完成复杂闭式叶轮的逆向创建。     

基于逆向工程的电话壳快速原型制造技术研究

利用三维坐标测量仪,测出电话壳的点云,将测量的点云数据用IMAGEWARE软件进行处理后,利用Pro/E软件的曲面造型功能,做出电话壳的CAD模型,再采用三维打印机Zprinter310系统打印出电话壳的原型,实现了逆向电话壳到快速原型的快速设计与制造.在产品设计研发过程中,使用逆向工程和快速原型制造,对缩短产品研发周期、快速响应市场有显著效果.     

自由曲面测量点分布规划研究

针对自由曲面的测量规划问题,提出了在截面弦长指导下的三角自适应测量和基于边界的等弦高差测量两种方法.前一种方法首先对模型进行粗测收集CAD信息,然后利用模型信息进行基于曲率变化的初始三角形划分,这样充分利用了模型的信息来指导初始化,后期利用三角形自适应划分方法得到测量采样点数据.其效率明显提高;后一种方法利用等弦高差处理方法在指定的测量边界内按截面进行测量点采样,从而实现了有效的仿形跟踪测量的方法.最后通过实际测量和软件测评验证了两种方法都可以准确地测量曲面,但是第一种方法的效率更高,实现了高效、精确的自由曲面测量.     

基于CATIA二次开发的逆向工程曲面重构方法研究

针对利用逆向工程中扫描点云数据,提取特征轮廓曲线与生成曲面时,工作量较大且容易出问题,提出一种基于特征数据提取与CATIA二次开发的正逆向相结合的曲面重构方法。以Geomagic Studio软件完成对扫描点云数据的预处理,针对不同产品模型的特征,提取不同的截面线与轮廓线;分析模型特征,对于简单特征模型通过旋转、拉伸、扫琼等命令重新生成新模型;对于复杂曲面造型,提取特征点云数据并导出为ASC格式文件,通过对CATIA二次开发,读入存在EXCEL中的大量点数据坐标,快速生成三维模型。结果表明:以Geomagic Studio与CATIA软件为工具,完成特征曲线提取与特征点数据读取,实现了基于截面特征与曲面特征的正逆向相结合的建模方法,为产品造型创新设计与快速建模提供一种新方式。     

一种高温大型锻件的快速现场测量方法及实验

提出一种基于二维激光雷达的现场测量高温大型锻件的方法,系统由二维激光测距雷达、伺服电机、减速器等部件组成。先由伺服电机驱动二维激光测距雷达在不同的平面内对锻件进行扫描,得到不同坐标系下锻件表面点的坐标;之后根据坐标系间的变换矩阵,将所有坐标全部变换到统一的测量坐标系下,从而得到锻件的整体点云数据,并重构得到锻件的三维模型,进而实现尺寸测量。实验室标准件实验与锻造车间真实大型锻件实验均证明,该方法用于在线测量具有可行性和快速性,为锻造工艺在线优化奠定了基础。     

逆向工程与3D打印在自动牙线盒正向设计中的应用

牙线盒设计采用逆向造型和正向设计,通过数字化软件的应用,完成整个牙线盒自动出牙线的结构设计和外观设计.基于牙线扫描数据,使用逆向软件Geomagic Studio和正向UG软件,按照点云处理-坐标系对齐-格式转换-模型重构流程,完成牙线的逆向造型.再基于牙线重构模型,完成自动牙线盒设计.在内部弹簧作用下,可以实现牙线盒...     

逆向工程光栅投影点云模型配准技术的研究

三维点云配准技术的核心是建立两个待配准点云之间的对应关系。根据协方差分析计算点云配准需要的旋转矩阵和平移向量,将目标点云转换到基准坐标系中实现点云配准。采用光栅投射式三维扫描仪获取某花瓶4组点云数据,利用提出的算法实现无序点云精确配准,并分析点云对之间的转换误差。实验结果表明:4片点云配准耗时约为6 s,配准的平均误差为0.027 mm,配准完成的点云轮廓完整平滑,达到反求曲面要求。该方法适合精度要求较高的自由曲面三维点云自动配准。     

光栅扫描技术在复杂曲面数字化检测中的应用

介绍了一种用于ATOS三维光学测量系统的光栅扫描技术,以及点云数据采集原理及应用。它可以快速地测量复杂曲面的几何数据,并可以与产品设计CAD模型进行配准,获取误差的信息。实际应用表明,该方法可以快速、准确地获取产品的制造误差,并用彩色云图将结果直观地显示。     

米奇玩具头像的曲面重构技术与应用

针对注射模设计中实物模型数字化困难的问题,应用Pro/E软件和逆向技术,以米奇玩具头像为原型,进行了从点云数据到曲面重构、实体模型的应用研究。采用Pro/E的小平面特征和重新造型模块成功地进行了米奇头像的曲面拟合处理,缩短了产品的设计周期。     

反求工程中基于DMIS的自动加密测量和精确重构技术研究

在对CMM联机检测方法研究的基础上,利用Bezier曲面插值原理,通过划分予三角域,在测量曲面内部得到了更多的测量点,从而实现了曲面的加密测量,为了得到更为精确的测量点,把重构之后的曲面法矢量作为测量点的法矢量进行重新测量,得到更为精确的重构曲面。应用实例表明,这种自动加密测量和精确重构技术达到了理想的CAD建模效果,实物测量的测量速度、准确性得到提高,测量过程与曲面重构的有效集成,解决了测量点数量和分布的确定问题。     

基于逆向工程的涡轮导向器敏捷化设计与制造

利用三坐标测量机,采用合理的曲线检测算法,将测量的点云数据用surfacer软件进行处理后,再利用Pro／Engineer软件的曲面造型功能,实现涡轮导向器的敏捷化设计与制造。在产品设计中利用数字化逆向工程技术,可大大缩短新产品的开发周期,对快速响应市场产生显著效果。     

面向制造的产品特征模型及其应用研究

特征技术是制造系统各环节信息集成的关键。本文通过分析特征在产品不同制造过程中的作用及其内在联系，定义并建立了产品持征的形式化模型，全局产品特征模型，及映射模型，实现了特征在产品的设计，工艺与加工域之间的映射与信息集成，在此基础上，以应用实例说明了特征技术在CAPP及CAM自动规划与设计中的应用。     

SMT印刷钢网缺陷视觉检测方法研究

提出了一种基于视觉检测的SMT印刷钢网缺陷检测方法。该方法首先根据Gerber文件生成标准图像,利用Mark点在标准图像和实际图像上建立坐标系及两者之间的坐标映射关系。为了实现标准图像和实际图像间的精确对齐,采用了图像配准方法实现图像的精确对位,在此基础上采用差影法对钢网的缺陷进行检测。实验结果表明:作者提出的方法具有稳定、可靠和精度高等特点,达到了快速、有效地实现钢网缺陷检测的目的。     

复杂型腔玻璃模快速制造工艺

对具有复杂曲面的玻璃器皿外形尺寸进行三坐标测量,得到样品点云数据,再利用逆向工程技术对样品进行曲面重构进而得到用Pro/E软件构建的三维CAD模型,利用快速成型技术制得样品的SLA树脂原型,利用SLA树脂原型和复合陶瓷型壳铸造工艺得到模具毛坯和模具电火花加工电极,此工艺可以实现复杂型腔玻璃模具的快速加工。