一種基于液面的產(chǎn)品截面輪廓逆向工程系統(tǒng)的研究.pdf

1、2l世紀(jì)的制造業(yè)正面臨著越來越激烈的全球化市場競爭，而快速與創(chuàng)新的產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)是目前眾多制造企業(yè)的迫切需求。逆向工程技術(shù)以其快捷有效縮短開發(fā)周期已經(jīng)成為產(chǎn)品開發(fā)中的一個重要的方法，本論文面向產(chǎn)品快速開發(fā)對逆向工程技術(shù)進(jìn)行了研究。 論文對基于逆向工程的產(chǎn)品開發(fā)體系進(jìn)行了概述分析，綜述了逆向工程的作用以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。在分析已有數(shù)字化掃描方法的特點(diǎn)和使用場合的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的基于液面的物體輪廓數(shù)字化掃描方法，系統(tǒng)地闡述了其

2、基本原理、算法、系統(tǒng)組成以及工作流程。該方法以液體作為中間介質(zhì)，當(dāng)物體零件放入裝有液體的容器中時，液面與物體之間形成交線，這實(shí)際就是被測物體的截面線。通過圖象采集處理并幾何建模就可以獲得物體的數(shù)字化幾何模型。 根據(jù)上述原理研究了掃描過程中所涉及到的關(guān)鍵的五大技術(shù)，對出現(xiàn)的問題進(jìn)行了理論分析，對各個關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了具體方案論證。通過分析潤濕效應(yīng)，開發(fā)研制了一種可以滿足系統(tǒng)圖象處理要求、并有效減少張力的專用水基濃縮液；設(shè)計(jì)實(shí)施可行實(shí)用

3、的液面高度控制裝置；分析了光學(xué)成像系統(tǒng)，確定了圖象采集系統(tǒng)方案；分析測量系統(tǒng)誤差的來源，從理論上探討了系統(tǒng)的標(biāo)定方法；開發(fā)了邊緣數(shù)據(jù)提取轉(zhuǎn)換軟件和掃描系統(tǒng)控制軟件，并制作了裝置樣機(jī)，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。 在三維模型重構(gòu)方面，從下游應(yīng)用技術(shù)角度提出了三種基于逆向工程的產(chǎn)品模型和各自的應(yīng)用范圍，綜述了逆向工程中曲面模型的構(gòu)建方法和構(gòu)建流程，用應(yīng)用事例說明了基于曲線的曲面模型構(gòu)建方法和問題。針對在實(shí)際應(yīng)用中模型重構(gòu)的形狀逆向以及重構(gòu)耗時問

4、題，從特征概念出發(fā)，提出基于逆向工程的特征抽象與分解方法，在UG上通過二次開發(fā)技術(shù)并對各種功能進(jìn)行封裝和描述，初步建立逆向工程特征建模方法，并用事例進(jìn)行了驗(yàn)證。 在原型制造方面歸納原型的分類以及作用，就目前物理原型的制造技術(shù)中進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用的快速原型RP和快速模具RT的技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)和比較，認(rèn)為基于NC機(jī)加工是原型快速制造的一個有效補(bǔ)充。對采取NC加工整體材料快速制造原型的關(guān)鍵問題進(jìn)行分析，提出了具體的流程和解決方案。由于原型的制