基于測量機(jī)的自由曲面逆向工程技術(shù)的研究.pdf

1、逆向工程是根據(jù)已存在的產(chǎn)品或模型，用一定的測量設(shè)備對產(chǎn)品或模型進(jìn)行測量，獲得三維點(diǎn)數(shù)據(jù)，再根據(jù)測量點(diǎn)數(shù)據(jù)通過三維幾何建模方法重新構(gòu)建實(shí)物的CAD模型。繼而將這些模型用于產(chǎn)品的分析、制造和創(chuàng)新的過程。相對于傳統(tǒng)的正向設(shè)計(jì)方式，逆向工程更適用于只有產(chǎn)品或?qū)嵨锬Ｐ停瑳]有產(chǎn)品圖紙的條件下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的制造。逆向工程在機(jī)械、航空、航天、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛并得到了越來越多的重視。逆向工程中處理的零件很多具有復(fù)雜的自由曲面，所以對自由曲面反求中的一

2、些關(guān)鍵問題進(jìn)行研究有著重要意義。
　　本論文以實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有測量機(jī)作為采集工件三維信息的設(shè)備，研究自由曲面測量及三維模型重建過程。分析測量機(jī)的誤差、設(shè)計(jì)并優(yōu)化自由曲面測量的路徑、研究點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)和曲面重構(gòu)技術(shù)。
　　本文研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)誤差檢驗(yàn)及補(bǔ)償:分別對三坐標(biāo)測量機(jī)的三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸進(jìn)行了單項(xiàng)誤差檢驗(yàn)，確定了測量機(jī)的單項(xiàng)誤差，對各個(gè)單項(xiàng)誤差建立了誤差補(bǔ)償數(shù)學(xué)模型。采用軟件補(bǔ)償方法對三坐標(biāo)測量系統(tǒng)的

3、誤差進(jìn)行了補(bǔ)償。
　　(2)自由曲面測量路徑的規(guī)劃:在四軸運(yùn)動(dòng)控制卡PCI-1243U的控制作用下，利用VB語言編程，通過控制三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)來帶動(dòng)測頭完成對自由曲面工件的掃描，并將測頭采集到的數(shù)據(jù)在程序中處理。采用自適應(yīng)變間距測量法、基于圓弧插值法的自適應(yīng)變頻測量法、高度超限自動(dòng)調(diào)整法優(yōu)化了測量路徑。
　　(3)對點(diǎn)云進(jìn)行預(yù)處理:通過添加去除噪音模塊，對點(diǎn)云進(jìn)行雜點(diǎn)過濾;解決了掃描過程中的點(diǎn)云分層現(xiàn)象，確定了最小掃描間