基于逆向工程的空間曲面重構(gòu)及數(shù)控仿真.pdf

1、逆向工程是基于實(shí)體樣件的模型獲得實(shí)物的造型數(shù)據(jù)，應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論、方法和技術(shù)，重構(gòu)出光滑連續(xù)的三維幾何模型。逆向工程技術(shù)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)是構(gòu)造復(fù)雜曲面的CAD模型。汽車作為現(xiàn)代化交通進(jìn)步的標(biāo)志，代表著一個(gè)國(guó)家工業(yè)化設(shè)計(jì)和制造的水平。本課題以汽車后視鏡外殼曲面為實(shí)體樣件，運(yùn)用逆向工程技術(shù)的原理和技術(shù)完成曲面數(shù)據(jù)的獲取、曲面重構(gòu)、重構(gòu)曲面精度評(píng)價(jià)和數(shù)控仿真。
　　 首先，介紹了獲得曲面表面數(shù)據(jù)的方法，包括接觸式和非接觸式兩種方式，并

2、詳細(xì)介紹了兩種方法的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，選用非接觸式的激光掃描機(jī)作為掃描工具，借助Rescan控制軟件，完成汽車后視鏡外殼表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集。對(duì)獲取的原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)，分析了曲面和點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，在對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)填補(bǔ)、減少噪音和數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)等。
　　 其次，討論了曲面重構(gòu)部分的關(guān)鍵技術(shù)，包括曲線的擬合和曲面擬合的方法和難點(diǎn)。并詳細(xì)介紹了B樣條曲線和B樣條曲面的擬合。作為曲面重構(gòu)最復(fù)雜和最有難度的環(huán)節(jié)，將經(jīng)

3、過預(yù)處理的點(diǎn)云數(shù)據(jù)在GeomagicStudio軟件中完成實(shí)體樣件的重構(gòu)過程，包括探測(cè)輪廓線、構(gòu)造曲面片和曲面擬合等。
　　 再次，分析了曲面重構(gòu)過程中誤差的來源、評(píng)價(jià)指標(biāo)，并討論了提高曲面精度的方法。并將擬合的曲面模型和原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)一起導(dǎo)入GeomagicQuality軟件中進(jìn)行三維分析和二維分析，得到擬合曲面和原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)的差值和百分比。通過分析判斷擬合曲面的精度。
　　 最后，討論了曲面數(shù)控仿真刀具路徑的生成方法，

4、并簡(jiǎn)單介紹了五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床。在曲面模型進(jìn)行精度評(píng)價(jià)以后，將曲面模型導(dǎo)入Pro/ENGINEER軟件中完成刀具路徑路線，并檢驗(yàn)刀具路徑是否有過切。將生成刀具路徑的曲面模型在Mastercam軟件中進(jìn)行數(shù)控仿真，并通過后置處理得到曲面模型數(shù)控仿真的數(shù)控程序。
　　 本課題將汽車后視鏡外殼曲面作為實(shí)體樣件，不但與現(xiàn)代設(shè)計(jì)和制造技術(shù)緊密相關(guān)，且具有現(xiàn)實(shí)意義。在完成曲面擬合后，對(duì)擬合的曲面進(jìn)行了三維和二維的精度評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果證明所擬合的