基于逆向工程的汽車覆蓋件曲面重構(gòu)系統(tǒng)的研究.pdf

1、伴隨著CAD/CAM/CAE技術(shù)在汽車制造業(yè)的應(yīng)用和推廣,世界汽車工業(yè)得以迅速發(fā)展.近些年,我國(guó)汽車工業(yè)經(jīng)過(guò)與國(guó)外著名汽車設(shè)計(jì)和制造公司的合作與交流,設(shè)計(jì)和制造能力都得到了較大發(fā)展.但其中有些關(guān)鍵技術(shù)尚未完全掌握,與國(guó)際先進(jìn)水平有一定差距.汽車外覆蓋件的設(shè)計(jì)和制造就是其中之一.如何借鑒國(guó)外先進(jìn)設(shè)計(jì)制造業(yè)技術(shù),如何加快傳統(tǒng)設(shè)備的改造升級(jí),提高我國(guó)制造業(yè)的整體水平,是擺在我們面前的一個(gè)重要課題.逆向工程(反求工程)設(shè)計(jì)作為一種新興的設(shè)計(jì)方法

2、和手段,在汽車模具設(shè)計(jì)和改型方面正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用.基于逆向工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于如何準(zhǔn)確再現(xiàn)原始物體表面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并在此基礎(chǔ)上構(gòu)造出精確的曲面模型,本文就曲面反求造型中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)點(diǎn)的拓?fù)渲亟ā⒒谔卣鞯膮^(qū)域劃分、散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)曲面重構(gòu)方法進(jìn)行了詳細(xì)的探討,并根據(jù)基于逆向工程的汽車外覆蓋件曲面建模特點(diǎn),提出了一些新的概念和算法.具體包括:1、對(duì)當(dāng)前曲面數(shù)據(jù)采集方法的特點(diǎn)進(jìn)行了分析,重點(diǎn)闡述了ATOS三維非接觸式掃描儀的工作

3、原理以及用其準(zhǔn)確采集大范圍數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題和處理對(duì)策.給出了由其測(cè)得的SAN2000前圍模具的部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)云圖.2、對(duì)經(jīng)過(guò)多視拼合的數(shù)據(jù)點(diǎn)云的濾噪、精簡(jiǎn)、光順等預(yù)處理方法進(jìn)行了研究.提出了一種改進(jìn)的三維柵格的點(diǎn)的精簡(jiǎn)算法.該算法首先建立數(shù)據(jù)點(diǎn)的鄰近結(jié)構(gòu),然后根據(jù)角度對(duì)鄰近點(diǎn)進(jìn)行排序,在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)點(diǎn)的自適應(yīng)精簡(jiǎn).并通過(guò)例子驗(yàn)證了該算法的有效性.3、對(duì)如何通過(guò)構(gòu)造流形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)揭示數(shù)據(jù)點(diǎn)間拓?fù)潢P(guān)系的方法進(jìn)行了探討.介紹了基于協(xié)調(diào)映

4、射完成曲面Delaunay三角剖分的方法.給出了一種快速查找離散點(diǎn)所在三角形域的新方法.基于曲率關(guān)系,完成了三角網(wǎng)絡(luò)的整體優(yōu)化.4、針對(duì)汽車零部件及其模具表面自由曲面較多,形狀復(fù)雜等特點(diǎn),提出了以邊界為中心、以區(qū)域劃分、曲面擬合和曲面拼接為基本步驟的B樣條曲面重構(gòu)方法.介紹了采用曲率極值法結(jié)合邊界搜索算法提取特征點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)云進(jìn)行半自動(dòng)區(qū)域劃分的新方法.并利用該方法完成了SAN2000部分前圍模具測(cè)量點(diǎn)的數(shù)據(jù)劃分.5、在以上研究的基礎(chǔ)上,