基于特征线的复杂曲面反求工程中的CAD建模技术

三维轮廓测量技术是实现反求工程的重要手段 ,复杂曲面建模技术是反求工程研究的重点内容。研究了激光线扫描测量原理以及“点云”数据类型。针对栅格点数据 ,提出了一种快速有效的复杂曲面建模技术 ,并以实例说明“点云”数据平滑处理、特征线提取、曲面分块及曲面构造过程     

凸凹模数控加工数据转换技术的开发及应用

论述了在凸凹模数控加工时如何处理测量数据点，生成边界曲线，边框曲面及拟合曲面的方法，讨论刀具运动轨迹的生成和编辑方法，并介绍数控加工数据转换技术在汽车覆盖件模具制造上的应用。     

复杂曲面反向工程的数字化测量及数据处理的研究

复杂曲面的数字化测量及数据处理是其反向工程的关键技术，将直接影响曲面重构的精度。针对复杂曲面的数字化测量和数据处理，提出了建立形状不规则零件测量坐标系的新方法和最佳测量规划，以及用Cimatron软件对测量数据进行高精度处理的方法，得到了反向工程中曲面重构的“点云”数据。     

数字化技术在空间模具曲面中的应用

实物零件的数字化是通过特定的测量设备和测量方法获取零件表面离散点的几何坐标数据。因而,如何高效、高精度的实现样件表面的数据采集,一直是逆向工程的主要研究内容之一。以偏转线圈为例,运用三坐标测量机对偏转线圈曲面进行测量;然后对测量数据进行处理,数据处理包括噪声处理、点云数据重采样、基于点云的特征提取和边界曲线的建立。在数据处理的基础上,采用Image-ware软件的Fit w/Cloud and Curve来生成曲面,完成曲面重构;最后通过数控加工完成模具的加工模拟,从而实现数字化技术在空间模具曲面中的应用。     

基于神经网络的曲面拟合方法研究

分析了应用于反求工程的几种曲面拟合方法,提出一种基于神经网络技术的自由曲面拟合新方法。该方法能在实物原型存在破损或不完整的情况下对测量数据进行数据插补和曲面重构,获得精度较高的拟合曲面。通过安全帽面的测量与数据拟合处理实例,验证了该方法的有效性。     

采用CMM与光学扫描仪的汽车覆盖件模具联合测量技术

汽车覆盖件模具型面复杂、特征众多,为保证测量的效率、足够的测点密度及几何特征与模具边界的测量精度,提出采用三坐标测量机与光学扫描仪联合的方式开展汽车覆盖件模具三维测量;分析了联合测量的过程,包括模具清理、模具表面处理与建立参考点系统、测量实施、数据点预处理、数据格式转换,以及数据重定位整合等步骤.阐述了数据重定位整合过程,提出一种基于刚性变换的重定位整合方法,通过移动对齐公共参考点将两种测量数据变换至同一坐标系下,以轿车前围模具的三维测量为例,说明了联合测量技术的实施过程.     

照相测量技术在模具制造中的应用

照相测量技术是目前世界上光学测量的先进技术。在模具制造中用于实物(包括工件、模具、主模型等)表面数据的测量,再用逆向工程的方法进行曲面重建,然后进行NC加工。也可对加工完成的模具和检具进行精度检验。 1.照相测量系统的构成及技术简介 我公司引进国外的照相测量系统由ATOS光学     

类螺旋特征测点数据的闭曲面建模方法研究

复杂曲面及海量点云测量数据的曲面建模已成为通用CAD/CAM软件的重要功能;然而,对于复杂的闭曲面建模方法,仍然存在许多技术上的难题,至今尚未能很好的解决,比如,基于海量的测量数据,如何进行闭曲面特征点识别,如何进行区域分割与处理,这一切都使得闭曲面建模过程中很难采用已经成熟的自由曲面建模技术和方法。通过研究异步仿形测量原理以及测量数据类型,针对鞋楦测量形成的空间螺旋线数据特征,提出一种闭曲面建模方法。该方法包括如下步骤:首先对测量点数据处理;并以特征螺旋线数据为基础对曲面进行三角分割;最后,以三角Bezier曲面为基础进行曲面构造,并将各曲面进行拼接、裁剪,形成完整的曲面。采用本文方法对鞋楦测量数据的建模实例说明,该方法能够有效地对具有空间螺旋线数据特征的闭曲面进行数据处理、曲面重构,提高了产品建模效率。     

基于柱面轮廓反求工程的数字化测量及数据处理

柱面轮廓的数字化测量及数据处理是其反求工程的关键技术，将直接影响曲面重构的精度。采用了接触式测量方式获取工件数据。这种测量方式配合测量软件可快速准确地测量出物体的基本几何形状，如面、圆、圆柱、圆锥、圆球。针对复杂曲面的数字化测量和数据处理，提出了建立形状不规则零件测量坐标系的新方法和最佳测量规划，对测量数据进行高精度的处理，得到了反求工程中曲面重构的“点云”数据。     

实物逆向工程的关键技术

介绍实物逆向工程中的各种数据采集技术、数据分割技术、曲面重构技术的原理、特点及适用范围,并探讨实物逆 向工程中有待进一步研究的特征建模技术。     

任意拓扑结构复杂曲面模型重构新方法

分析了采用参数化方法进行复杂曲面模型重构时存在的缺点,给出了应用递归插值分割理论从离散测量点构成的初始控制网格直接构造任意拓扑结构复杂自由曲面模型时计算插值点的统一算法,设计了一种能充分体现这种曲面模型重构方法优点的四叉树型数据结构存储必要的信息,最后给出了复杂自由曲面模型重构的几个实例。从实例可以看出该方法能够避免参数化方法在复杂曲面模型重构时所必须的参数曲面片之间的拼接和裁剪等问题,为复杂自由曲面模型重构提供了有效的新方法。     

截面测量数据的曲面重构算法研究

自由曲面重构是逆向工程研究中的一个重要部分。利用传统蒙面法生成曲面存在控制顶点膨胀的问题，这里提出了一种新的截面测量数据的曲面重构算法。该算法在传统蒙面法的基础上．采用一组平行平面去截重构曲面，在一定精度要求下，合理选择尽量少的截面曲线，再对其运用蒙面操作，从而构造一张新曲面。应用实例表明算法稳定、可靠、高效。     

稀疏点云的曲面重构

为研究曲面重构中的一类特殊数据,针对稀疏点云提出了一种高效、简单、实用的曲面重构方法。首先分析稀疏点云自身特点,按特征进行预处理与分块。然后依次拟合曲线,通过参数化优化与调整,得到适合造型的曲线,并且引入迭代、渐进的思想来弥补部分数据的缺失。最后利用两种典型重构方法分别对不同分块数据进行曲面重构。实例表明,该方法解决了稀疏点云的曲面重构过程中由于点云信息量少造成的重构困难。     

逆向工程关键技术及应用实例

介绍了逆向工程技术的定义及其工作流程,整个流程分为数据采集、数据处理和曲面重构三个部分。根据理论学习和自身实践经验对逆向工程的关键技术做了一些探讨。并以摩托车装饰板模型的曲面重建为例,用激光扫描仪获取三维点云数据,在CATIA中对点云进行数据处理,实现曲面重构,说明了逆向工程的整个设计应用流程.     

稀疏点云的曲面重构

为研究曲面重构中的一类特殊数据,针对稀疏点云提出了一种高效、简单、实用的曲面重构方法。首先分析稀疏点云自身特点,按特征进行预处理与分块。然后依次拟合曲线,通过参数化优化与调整,得到适合造型的曲线,并且引入迭代、渐进的思想来弥补部分数据的缺失。最后利用两种典型重构方法分别对不同分块数据进行曲面重构。实例表明,该方法解决了稀疏点云的曲面重构过程中由于点云信息量少造成的重构困难。     

具有复杂形状内腔的斗齿零件的曲面重构技术研究

为获取外形不规则且具有复杂形状内腔的挖掘机斗齿形状、尺寸等数字信息,基于实物反求工程技术路线,对其进行逆向设计曲面重构技术研究.对曲面反求过程中的数据采集、对齐点云、数据分割及曲面重构等环节有系统的分析总结,对型面数量多的斗齿点云进行了有效的数据分割,提出了基于零件结构特征的直接交互式点云分割法,且反求得到的斗齿曲面精度满足要求,该方法对复杂内型面零件的反求有一定的借鉴作用.     

复杂散乱点重构方法的研究与实现

复杂散乱点重构技术历来是实物逆向工程中的关键技术.在深入分析现有经典的重构方法基础上,提出了一种基于三角域上改进的NURBS曲面重构方法.在复杂散乱点上进行基于Delaunay的三角刨分并重构出品质优良的Bezier曲面,然后在它的约束下完成NURBS曲面的二次重构.开发了复杂散乱点重构模块FastForm,并以IGES作为数据通讯接口搭建了一个实现反求全过程的反求平台,通过电话听筒实例验证了该反求系统的实效性.     

曲面重构中扫描线数据的压缩处理研究

在曲面重构中,由于激光法测量数据密度较大不利于直接用来曲面重构,提出了一种基于曲率变化的数据压缩处理方法,并用Matlab编程实现,跟其它缩方法比较该算法原理简单、更易于理解和编程。文中通过实例详细描述了该算法的原理和处理过程。     

自由曲面逆向工程系统的研究

在曲面数字化规划和曲面重构研究的基础上,开发了基于非接触测量的逆向工程系统。在曲面重构数字化方面,提出基于曲面曲率和被测点切线斜率的自适应采样规划。在曲面重构方面,提出基于曲面曲率的数据点自适应压缩方法,以实现对散乱点的ＮＵＲＢＳ曲面重构。试验表明所开发的逆向工程系统是可靠和有效的。     

采用轮廓识别法实现零件曲面重构

线性曲面反求算法的目的是根据原始数据点云反求得到能够正确反映原零件拓扑结构的线性曲面模型。该反求算法的核心思想是构造一个空间函数 ,该函数近似表示三维空间上任一点到所求曲面的距离 ,然后通过轮廓识别算法 ,可以由这个函数提取反求曲面的一个线性近似。本文所阐述的线性曲面反求算法结合网格优化算法可由原始数据点云 ,反求得到一个精确而简洁的具有任意拓扑类型的零件线性曲面。