用接触式坐标测量进行自由曲面反求的方法研究

分析了逆向工程中自由曲面的反求过程 ,对接触式和非接触式测量方法进行了比较。针对工程实际应用的要求 ,提出了一种等距面指导的精度可控 ,测量过程能够自动进行的数字化方法。该方法采用接触式测量的 CMM作为数字化设备 ,解决了已往接触式测量不易进行精确控制以及人工操作劳动强度大的缺点。     

空间自由曲面的非接触扫描测量

研究用程控三坐标测量机非接触扫描测量空间自由曲面。由程控三坐标测量机、ＰＨ９／ＰＨ１０回转体和ＬＢ—１２型非接触激光测头构成测量系统;用实时跟踪法控制测头运动;以ＰＨ９／ＰＨ１０回转体为核心,建立扫描回转测头系统的数学模型,实现一次性标定转位扫描测头;进行数据规则化处理。实验表明,扫描测量的综合误差不大于±０．０７ｍｍ。     

基于三坐标测量机的空间自由曲面非接触测量技术的研究

提出一种自由曲面的非接触自动测量方法。测量系统由三坐标测量机、ＰＨ１０回转体和激光三角测头组成。ＰＨ１０回转体带动激光测头回转实现对空间任意自由曲面的测量。利用激光测头在工作距离之外无信号输出这一特点进行曲面边缘提取,基于边界曲线在空间内均匀划分扫描网格,采取仿形跟踪措施实现测头的跟踪。实验证明该系统能自动完整快速测量四边曲面,测量精度优于６０μｍ。     

基于逆向工程的自由曲面数字化检测方法研究

讨论了对已有CAD模型的自由曲面的数字化检测问题，提出了以自由曲面边缘轮廓的质心和最小惯性主轴为定位基准，使被检测曲面与CAD模型对齐的方法，先进行边缘轮廓检测，再根据逆向工程软件Surfacer进行自由曲面表面特征的检验，为实现已知CAD模型的自由曲面的在线检测提供了理论依据。     

自由曲面的接触式测量路径规划方法研究

在介绍接触式测量自由曲面现状的基础上，针对已知曲面的测量精度和效率问题，探讨了矩形细分和三角面片两种测量路径规划方法，并通过了仿真分析验证了方法的可行性与有效性。     

逆向工程数据采集方法的研究和展望

介绍了目前在逆向工程数据采集中常用的测量方法，同时阐述了各种方法的优缺点以及原理、精度等，提出了测量方法的发展方向。     

基于CMM测量的自由曲面反求技术研究

重点介绍三坐标测量自由曲面的反求技术。通过对自由曲面数字化过程中数据获取、测量数据处理和曲面重构的研究,得到鼠标外壳的三维模型,极大地提高了设计质量和效率。     

自由曲面测量的区域划分准则研究

数据测量是反求工程CAD建模的首要工作,当被测对象为自由曲面时,对曲面进行合理的区域划分可保证准确全面地获取实物表面数据。曲面测量区域划分是否合理将直接影响曲面的拼接质量和曲面整体品质,在目前应用广泛的三坐标测量机曲面测量中,测量区域划分应遵循四条基本准则。     

基于CMM测量数据的快速曲面重构

该文针对CMM测量数据呈扫描线分布的特点,用Visual C++开发软件结合OpenGL图形显示库,以非均匀B样条基为核心,开发了非均匀B样条曲面重构软件.通过与专业逆向造型软件imageware的比较,证明了该软件能快速、有效、精确地完成曲面重构过程,为整个逆向工程节省时间.     

检测自由曲面时精确定位方法的研究

针对用三坐标测量机对自由曲面轮廓进行测量时由于工件找正时的定位误差引起的测量误差，提出了一种将实际测量数据点与工件的ＣＡＤ模型理论数据点优化匹配的算法。使用该算法可有效地消除最终测量结果中由于定位误差引起的系统误差     

新型自由曲面三维激光扫描系统

从机械结构、控制系统及操作系统结构等几个角度介绍一种三维激光扫描系统设计方案。系统集成了先进的数据处理技术、激光扫描技术、先进控制技术及机器人技术,有效地借助于光机电一体化技术实现了表面检测及三维表面模型重构智能化及自动化。系统由具有电驱动装置的激光测头、C形滑臂、升降旋转台、电控系统及主控计算机组成。通过所设置测量参数,系统能够对不同的被测物体进行扫描路径规划,进而通过激光测头、C形滑臂及转台的全自动协调控制完成无盲点三维表面测量任务。试验结果表明,该三维激光扫描系统的扫描精度达到0.1 mm,速度为10 000点/s,能够应用于小型工件及模型、模具表面数据检测及模型重构。     

反求工程中复杂曲面测量规划研究

数据采集是反求建模的第一环节，测量数据的好坏决定了反求CAD模型的品质和精度。针对目前应用广泛的三坐标测量机，提出了产品反求建模过程中复杂曲面测量规划的基本规则，并对测量误差进行了分析，为最终构造出精度高、品质好的CAD模型奠定了基础。这些规则在汽车、飞机零部件的测量造型过程中得到了广泛应用，并取得了良好的应用效果。     

测量强反射自由曲面的测头设计

分析了利用三角法测量强反射表面时存在的问题。基于多目视觉测量 ,根据偏振特性 ,开发了由三个摄像机组成的测头系统。在建立几何模型的基础上 ,分析了各项结构参数对系统纵向分辨率的影响 ,对结构参数进行了优化 ,为实现自由曲面的高精度在线检测提供了理论依据。本系统与三坐标测量机相结合 ,能够测量金属强反射表面 ,具有高精度、高效率的特点。     

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。     

立体视觉指导下的CMM集成智能检测系统在逆向工程中的应用

如何获取原型实物的三维数据并生成其三维模型是逆向工程中的重要环节。本文提出了利用三坐标测量机（ＣＭＭ）和立体视觉的集成智能检测系统高效、柔性、准确地实现逆向工程,着重论述了系统的原理、结构和其中的关键技术。     

自由曲面测量中曲面匹配的建模及算法分析

为了更好地消除自由曲面测量中的定位误差 ,提出了一种新型的、有效的基于最大最小原则的自由曲面匹配的数学模型。通过曲面的旋转、平移以及改进的坐标轮换法完成对实测曲面的预定位、精调整 ,较好地解决了曲面匹配的问题 ,为测量自由曲面轮廓度误差提供了良好的方法。论文最后的运行实例论证了该算法的正确性及可靠性     

基于CMM测量路径优化算法的研究

随着计算机集成制造系统(CIMS)的深入发展,计算机辅助检测工艺规划(CAIP)已成为CIMS中集成质量系统(IQS)的关键环节。本文研究了基于坐标测量机(CMM)的测量路径优化算法,对坐标测量机的测量路径优化问题进行了合理的描述,分析了已有路径优化算法存在的不足,提出并实现了将遗传算法和禁忌搜索算法结合的策略用于测量路径优化的GATS算法,取得了良好的效果。     

基于新型接近觉传感器的非接触测量系统

介绍目前用于仿形测量的几种主要技术,分析各自的优缺点,着重介绍以一种新型接近觉传感器为测头的非接触测量系统.最后分析了测量技术的未来发展趋势.