基于虚拟环境的集成快速模具制造系统研究

提出基于虚拟环境的集成快速模具的制造系统方法，着重探讨自由曲面重构、特征建模、模具制造并行机制与虚拟环境、快速模具制造等关键技术，并提出系统实现的技术路线。     

一种复杂曲面延拓方法

曲面延拓是将曲面沿着自身曲率变化趋势向外进行拓展的一种方法,在几何造型、计算机辅助图形学和模具设计中有广泛的应用。传统CAD软件针对拓扑结构复杂的曲面数模不能直接进行延拓。提出了一种延拓思路和方法,对于给定的曲面先对其内部的孔洞及裂缝进行判断和处理,处理后的曲面再通过粗等距的方法,简化其内部拓扑结构,用简化拓扑结构的曲面代替原曲面完成曲面延拓操作,获得延拓部分,延拓部分与原曲面通过桥接光顺地过渡连接起来,完成曲面延拓。事实证明,该方法可以将一些原本不能直接通过CAD软件直接延拓的曲面快速延拓。     

基于逆向工程的注塑模具快速设计

采用逆向工程技术可显著提高模具设计效率。在重构零件模型的过程中,先对零件的曲面特性进行分析,然后划分若干曲面片,对每一个曲面片分别进行重构,再进行重新组合,产生过渡曲面,从而完成整个曲面的重构。利用重构好的曲面模型,进行零件的CAD实体模型的造型。最后利用该CAD实体模型,设计出注塑模具。结果表明,重构模型的精度可以满足零件的注塑模具的设计要求。采用该方法,可以实现模具的快速设计,缩短新产品的开发设计周期。     

塑料模具逆向工程框架与实现方法研究

以鞯塑料模具公司的ＣＩＭＳ应用工程为背景,探讨在ＣＩＭＳ环境下的模具逆向工程酷刑架及实现模具复杂曲面测量－－建模（曲面重构）－－加工一体化方法。分析商品化ＣＡＤ／ＣＡＭ软件ＳＴＲＩＭ１００和ＣＯＰＹＣＡＤ中的曲面重构技术及实际应用效果。提出利用曲率函数辅助求解特征和拓扑关系加快曲面重爸速度和准确性的方法。     

面向精密抛光的复杂模具曲面三维重构方法

针对机器人辅助模具精密抛光系统发展的要求,提出了一种复杂模具曲面三维重构方法。分析了模具抛光件型线三维重构方法的原理和实现过程,并详细讨论了面向精密抛光的复杂模具曲面三维造型方法的关键技术,包括节点的选取、端点切矢的选取等;给出了在精密抛光系统中,复杂模具自动抛光曲面的编程控制策略和实现方案。应用所提的面向精密抛光的复杂模具曲面三维重构方法能使精密抛光系统在加工的不同阶段始终蕴涵不等的模具曲面加工信息,从而提高了抛光效率和产品质量,并降低了工人劳动强度。     

基于广义延拓逼近法的复杂曲面重构研究

针对逆向工程中复杂曲面重构,基于广义延拓逼近法,提出一种逼近算法.该算法一方面能在分片边界点上满足插值条件,使得各分片之间的变化具有一定的协调性;另一方面,利用分片插值区域周围结点(包括内点)的信息,实现分片区域内部的最佳逼近,同时算法又使曲面形状具有局部可控性、变差减少性和凸包性等特性.仿真实例证实,该算法改善了传统逼近算法方法在重构曲面时产生的失真和运算的不稳定现象,并且得到较高的曲面重构精度,具有计算稳定、快速和方便的优点.     

基于截面测量数据的大型卷曲复杂曲面的B样条精确建模方法

针对高性能航空透明件等大型卷曲曲面逆向工程测量的便利性、建模效率与精度的需要,提出了一类大型卷曲复杂曲面的B样条精确建模方法。首先利用高精度激光跟踪仪得到卷曲模型的系列截面数据,采用迭代算法计算出用于数据参数化的点集回转轴线,实现了各截面数据的序化;其次,为保证模型边界的准确性和样条曲面等参数线不发生扭曲,提出了点集的边界延拓方法,形成了双向有序的建模数据。最后,为提高样条曲面的控制点阵列和满足下游加工操作的需要,提出了采用截面扫略技术实现该类大型复杂曲面的单张曲面建模。实例验证了该方法的有效性和可行性。     

基于仿形测量和误差补偿处理的模具逆工程曲面重构

阐述了逆工程的概念、组成及实施的关键技术 ,重点讨论了逆工程仿形测量技术、误差补偿处理、以及基于测量数据的曲面重构技术 ,包括测量数据预处理、曲线拟合及曲线的光顺处理、曲面的拟合以及结果的检测与评估。以变矩器叶轮叶片芯模具为实例 ,就逆工程技术在模具快速设计与制造方面的应用做了初步的探讨。     

汽车散热盖模具点云数据曲面逆向重构技术研究

主要研究汽车散热盖模具样件的三维数据测量、点云数据处理、曲线曲面模型的重构、模具三维实体化实现方法等。点云数据预处理主要研究点云数据的对齐与重定位、数据的精简与降噪等。针对逆向工程关键核心技术如拟合曲面的质量分析、曲面片的修剪和编辑等进行了深入研究,最终针对模具不同特征区域点云的特点,结合两种建模思想,面向散热盖模具的点云数据完成了曲面模型重建,为最终实现模具三维实体逆向建模和模具磨破损区域的三维精确建模奠定基础。     

一种基于边界信息的曲面延拓方法

针对航空模具设计中曲面延拓较为困难的问题,提出一种基于曲面边界信息的曲面延拓方法,基于曲面边界面片得到一系列待延拓点,利用其切矢量和法矢量等信息获得对应的延拓点;再利用待延拓点、延拓点和曲面边界生成延拓面片网格,通过对网格进行曲面填充,得到一张张延拓曲面片,再将其与原曲面相结合,得到延拓曲面。基于CATIA V5R18开发了航空模具曲面延拓工具,可提高航空模具设计效率。     

杆系柔性成形模具及其板成形加工关键技术

提出了一种可重构、低成本、高效率的板件成形加工模具———杆系柔性成形模,该装置可以快速重构各种形状的板件成形加工模具。详细地分析了杆系柔性成形模的结构及其重构方案,采用可更换的“变形冲压头”与离散杆配合,较好地构成模具成形面,保证板件有较好的成形精度;提出了一种新颖的板成形方法———模内压板与成形复合工艺,通过这种工艺方法与杆系柔性成形模相结合,可以抑制板件在成形过程中的受压屈曲与起皱,并可以减小成形板件的回弹量。该模具对复杂曲面板件的成形加工具有明显的优越性。     

基于Geomagic的曲面CAD模型重构

随着逆向工程的发展,越来越多的产品采用逆向制造。以冲压件为例,讲述了Geomagic、UG软件进行逆向参数化建模的设计思路和应用特点。使用Geomagic软件将获取的制件表面数据进行预处理,并基于NURBS曲面对制件进行自由曲面重构及误差分析,最后在UG中完成曲面局部重构及实体建模。表明,应用Geomagic、UG软件相互结合,可以进行曲面快速重构,大大缩短了设计周期,提高了研发效率。     

曲面切削原理在五轴数控模具铣床上的实现

根据曲面切削原理控制铣床刀具的运动,从而实现无轴数控模具铣床,通过运用数学的坐标转换,理论分析在五轴数控模具铣床上实现曲面切削加工。     

曲面切触原理在五轴数控铣床上的实现

根据曲面切削原理控制铣床刀具的运动，从而实现五轴数控模具铣床，通过运用数学的坐标转换，理论分析在五轴数控模具铣床上实现曲面切削加工。     

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。     

模具CAD/CAM曲面重构技术研究

探讨了逆向工程在模具CAD／CAM的应用流程，并对曲面重构、3维建模等关键技术作了初步研究，最后给出了应用实例。     

大型曲面类产品的快速制造技术研究

为了快速开发出1：1人体仿真模型，提出了基于网络的集成开发模式，再应用3维反求、CAD再设计、快速成形和快速模具制造等先进制造技术完成模型的测量、曲面重构、零部件设计和样件制造，最终获得合格的人体访真模型。应用表明，笔者提出的开发模式能实现包含复杂曲面的产品的快速开发。     

鞋楦曲面重构

本文根据鞋楦曲面体的形状特征,探讨了鞋楦曲面片的划分问题,并以双三次NUBRS曲面方法为工具,利用其良好的 特性,通过调整权因子和控制顶点,可灵活地改变曲面的形状,实现鞋楦曲面重构。     

基于Imageware和UG的蜗轮逆向工程曲面重构方法研究

对曲面重构的方法进行研究,实现单件蜗轮三维模型的快速重构。采用非接触式三维扫描仪获得点云数据,使用逆向工程软件Imageware对点云数据进行预处理和曲面重构,主要讨论曲线重构曲面和点云直接拟合曲面的两种方法,并对两种方法得到的曲面进行拟合精度和光顺性的对比分析,在UG中完成蜗轮三维模型的基准坐标系对齐和后续实体的建模操作。结果显示,曲线重构曲面的方法更能满足蜗轮齿面的精度和光顺性要求。采用这种方法可以快速实现蜗轮三维模型的精准重构,为蜗轮单件、小批量的快速再制造提供了CAD模型。     

采用能量方程优化零件数据模型

反求工程中曲面反求得到的数据模型虽然可以正确反映零件的拓扑结构，但网格上的三角形的为数量一般比较大。这里介绍的网格优化算法在保证拟和精度的前提下，定义了一个能量方程，使其数值只有在网格的精确性和简洁性都得到保证的前提下才能减小。然后，在保证不改变网格的拓扑结构的前提下，调整网络，使能量方程的数值尽量降低，从而大大降低线性曲面中三角形的数量。此算法已成功的应用于三维快速检测与复制及模型模具快速制作系