基于CATIA的汽车三视图逆向三维建模

文章基于CATIA自由曲面反求技术,对车身曲面设计进行了研究。通过对宝马三视图的数据采集和处理、曲面的构建以及曲面分析,进行车身曲面的数字化建模,反求出汽车曲面的三维数字模型。解决了通过三视图实现快速逆向工程实体三维数字建模问题。     

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。     

基于AutoCAD二次开发技术的自由曲面反求方法

提出了一种AutoCAD环境下自由曲面的反求方法,利用AutoCAD的二次开发技术,自动实现反求曲面三维模型的建立及其在数据库中的添加.方法直接深入AutoCAD系统内部,具有很高的效率,创建的曲面实体在本质上与AutoCAD图形编辑器中生成的图形一致.     

自由曲面形状信息及其反求

对自由曲面的快速反求系统进行了研究。将矩形光栅投影在被测表面上,利用光栅投影法测量自由曲面上每点高度信息。对测量的三维离散数据进行一种特殊的Hermite插值,通过重叠的矩形作用域迭加形成一个由矩形网格表示的新曲面。采用AutoCAD命令绘制三维自由曲面。     

基于Imageware的汽车后大梁反求设计

逆向工程是产品设计与加工的一种新方法,已经成为企业不可或缺的设计手段.以汽车后大梁力研究对象,介绍了反求设计关键技术以及使用Imageware进行自由曲面反求设计的一般方法.通过点云数据的采集、数据预处理、特征线构建以及三维模型重建和曲面质量分析和编辑等设计过程,介绍了利用Imageware实现汽车后大梁这种复杂曲面的反求设计的整个步骤,详细介绍了利用Imageware进行特征线重构和曲面重构的关键技术,以及通过对特征线和曲面的再次编辑,实现了汽车后大梁的反求设计并满足了企业的设计精度要求.并介绍了反求设计的一般设计流程以及在Imageware中进行反求设计的技巧.     

基于实物的一种自由曲面逆向工程方法

提出一种基于实物的自由曲面逆向工程方法,利用投影栅相位法和ObjectARX开发工具,可在AutoCAD环境下自动建立三维曲面模型,方便地实现自由曲面的反求,并可直接实现与其他CAD软件的数据交换.     

反求工程技术在机械产品设计中的应用

对机械产品的反求过程进行了系统分析,对反求三维测量、利用反求软件进行曲面重构、及三维造型等反求工程中的关键技术阶段进行了详细的探讨。     

汽车发动机进气道自由曲面的反求

自由曲面的反求由处曲面的测量,特征提取以及曲面构造组成。自由曲面的测量可通过各种接触或非接触的方法实现。特征提取是对云状数据进行分片并提取各片的特征线的过程,曲面构造就是通过对各曲面片内的数据点进行拟合来定义出自由曲面的几何形状,通过对汽车发动机进气道自由曲面的反求实现了以上过程,并构造出该零件的整个曲面。     

利用AutoCAD图形数据库技术的自由曲面反求软件系统设计

以AutoCAD为平台,研究开发自由曲面反求软件系统,阐述AutoCAD图形数据库技术在系统中的应用,提出了创建反求曲面实体及绘制曲面特征线的具体实现方法,最后给出了系统应用实例。     

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.     

Any-degrees-of-freedom (anyDOF) registration for the characterization of freeform surfaces

This paper presents an any-degrees-of-freedom (anyDOF) registration method for the characterization of freeform surfaces. The method attempts to fill the research gap regarding traditional surface registration methods which are normally dedicated to solving the global optimization problem with all DOF but they lack flexibility. The proposed anyDOF method is capable of registering surfaces with any specified combination of DOF. This is particularly useful when some of the DOF are known to be unchanged according to the a priori knowledge. The anyDOF surface registration method is regarded as a typical optimization problem of finding the minimum distance from target surface to the reference surface, with constraints of the unwanted DOF. The problem is solved by the Levenberg-Marquardt method. Simulated experiments for a two-dimensional (2D) profile and a three-dimensional (3D) surface were undertaken, together with three measurement experiments including a fluid-jet polished surface, a bonnet polished surface and a diamond machined freeform surface. Experimental results show that the anyDOF registration method is highly flexible in the characterization of freeform surfaces.     

数据同化方法在曲面重构中的应用

数据同化方法是气象、海洋进行数值预报的主要方法,四维数据同化的提出提高了其预报的准确性。四维数据同化的实质就是由大量观测值去确定出这些观测值所决定的曲面,而曲面重构也是依据测量所获得的大规模数据点重构实物的曲面模型。因此,本文提出了将数据同化方法应用于曲面重构的设想,文中分别介绍了如何用迭代寻优法进行网格优化和变分伴随同化法进行曲面重构。试验结果表明:优化后的三角网格更趋于正三角形,同化后的曲面逼近精度明显提高,达到了提高重构曲面与实物一致性的目的。     

复杂曲面投影法精加工刀轨生成

针对复杂曲面投影法精加工问题,提出一种简捷而有效的计算投影轨迹的方法。该算法以减少计算量,提高干涉调整效率为目的。为了避免传统方法中的复杂的曲面偏置问题,提出了一种新的思路,该方法摒弃了先求偏置面再计算投影轨迹并使用对分法处理干涉问题的思路。首先规划导动轨迹,然后将刀触点轨迹沿曲面法向偏置,再利用刀位点到曲面的最短距离进行干涉检测与调整,最后生成了无干涉的投影法轨迹。仿真实验证明,该方法计算量小,可以消除干涉,加工效果好。     

光学波前参数的分析评价方法研究

针对飞切法加工的玻璃元件面形的评价,研究了小波变换在光学表面低频段和中频段误差的分析方法。采用小波分解变换方法将波前信号的多频率成分分离,选取小波基bior2.8,有效地提取出元件的面形信息,同时将所需的中频段信息与占主成分的低频信息分离,得到中频段的特征频率为0.18 mm~(-1)。该方法避免了频域滤波法所导致的幅频特性失真的问题,且可以更好地分析波前信号的细节和频率特性。     

Flank milling of a ruled surface with conical tools—an optimization approach

In this paper, machining a ruled surface with a conical tool is discussed. The main goal of our method (the spatial tangent points shift method) is to minimize the error between the given surface and the machined surface. A three-step-optimization is applied. In each step, the cutting tool is tangential to two guiding rails. The guiding rails can be located anywhere within the ruled surface. The first step is to initialize the tool position and find the point with the biggest deviation; the second step tries to minimize the surface error by moving the guiding rails towards the point with the largest deviation along the ruling line, which reduces the surface error to nearly half of its original value; the third step is to shift the tool position along the feed direction to further reduce the error between the given surface and the machined surface. We test the effect of various tool parameters on our method, and we compare our method to other methods of milling with a conical tool. Finally, we used our method to machine a test part and the accuracy of the assessment was verified experimentally.     

Imageware中光滑拼接曲面的方法

逆向工程软件的曲面反求中,曲率较大的地方往往难以得到较好的曲面反求效果,针对该问题提出了一种基于曲率变化的分块曲面构建拼接方法。该方法根据曲率显示的点的颜色特征进行点云数据的分割,分别获得单片光滑曲面,然后将单片曲面拼接起来以实现完整的自由曲面造型。在曲面拼接过程中,调整两片曲面相邻两列控制点,使其三点共线,以达到拼接处一阶连续。最后通过一个典型的实例证明该方法构造的曲面与原始点云的最大误差为由点阵直接拟合生成的曲面误差的1／3,为由点一线一面构造的整块曲面误差的1／5。     

一种基于能量法的自由曲面展开算法

提出了一种基于能量法的自由曲面展开算法,适用于任意复杂自由曲面的展开.根据建立的曲面能量模型,采用映射法进行曲面的Delaunay三角网格划分,并计算空间网格三角形点的变形能,然后进行变形能的释放,得到自由曲面展开后的二维平面.能量法不拘于问题的形式,可以用来求解一般的问题,该算法具有一定的通用性,适用于CAD/CAM中的曲面展开问题.     

基于自适应采样的曲面加工误差 在机测量方法

基于模具在机测量的自适应采样结果,提出一种新的获取自由曲面加工误差的方法。该方法首先基于自适应采样获取加工曲面上少量测点的坐标数据,利用NURBS曲面重构来拟合加工曲面;然后基于广义牛顿法计算重构的实际曲面和理论曲面的法向距离,获得自由曲面的加工误差,并对实验加工的模具模型曲面的轮廓度误差进行分析。实验结果表明,基于自适应采样的加工曲面重构方法能够在机测量且有效地获得自由曲面加工误差。     

Adaptive Gregory Patch Approximation to Z-Map Data

A method is proposed for Gregory surface approximation to 3D array data points. Surface approximation is the process of constructing a compact representation to model an object surface based on a fairly large number of measured 3D data points. Based on an adaptive subdivision technique, the proposed method begins with a rough initialisation of the surface and progressively refines it in successive steps in the regions where the data is poorly approximated. The method has been implemented using piecewise bicubic Gregory patches with G 1 continuity. An advantage of this approach is that the refinement is essentially local, reducing the computational requirements that permit the processing of a large number of data points This method, combined with the inverse offsetting method, can be used to obtain an offset surface without self-interference. The offset surface can be used to generate gouging-free CL tool paths for machining compound surfaces on milling machines.     

空间凸轮廓面曲率分析的等距曲面方法

提出了空间凸轮廓面曲率分析的新方法———等距曲面法。该方法利用等距曲面间的曲率关系进行凸轮廓面曲率的解析计算。由于理论廓面是直纹面 ,其廓面曲率容易求得。根据理论廓面与实际廓面间的曲率关系 ,就得到了实际廓面上的曲率。利用结构特征变量来实现计算程序对不同凸轮机构的自适应化。与传统的共轭曲面方法相比 ,本方法计算简单 ,易于理解。