基于逆向工程的复杂曲面数控加工技术研究

西安理工大学硕士学位论文基于逆向工程的复杂曲面数控加工技术研究姓名：齐国宁申请学位级别：硕士专业：机械制造及其自动化指导教师：李言20080301基于逆向工程的复杂曲面数控加工技术研究作者：齐国宁学位授予单位：西安理工大学相似文献(10条)1.期刊论文王亮德.WANGLiangde逆向工程技术在复杂曲面零件设计与制造中的应用与展望-制造技术与机床2009,(11)对逆向工程实施的现有条件、实施步骤、关键技术及设计规划等方面的应用现状进行了分析,特别是针对逆向工程的应用软件还存在着较大的局限性,提出了实际应用中需要几套软件配套使用的问题,弥补单个软件之不足的解决方案.2.期刊论文王亮德.WANGLiang-de复杂曲面零件的反求建模与数控加工探讨-煤矿机械2009,30(8)通过对逆向工程软件和CAD/CAM系统的关系以及逆向过程的关键技术进行分析,采用UG及其增加模块软件Imageware的有机结合,对MP3概念设计产品的反求建模和复杂曲面的数控工艺的制定进行了探讨和验证.3.学位论文陈焱逆向工程在曲面零件设计与检测中的应用研究2007随着科学技术的发展和制造水平的提高，人们对曲面零件的精度要求越来越高。但是由于曲面零件形状复杂，用传统的检具检验时难度大，且检测精度不高，如何采用有效的方法取代传统的检测工具，提高曲面零件检测精度是实际中急待解决的问题。本文通过对逆向工程中的点云数据获取、数据预处理、曲面重构和曲面分析方法的研究，仔细分析了逆向工程软件Imageware的功能和基本原理，总结出Imageware在曲面重构和曲面检测中的方法、步骤和经验，为曲面零件的逆向造型设计和数字检测提供了理论和操作技术保障。以逆向工程在曲面零件高尔夫球头造型方法中的实现为例，针对自由曲面在散乱点基础上重塑问题进行了研究，并在理论及应用中得到了相应的结论和实现。通过对高尔夫球头应用逆向设计，实现了复杂曲面零件三维曲面重构，为在此基础上新产品的二次开发奠定了基础。在对误差检测理论以及现行形位误差检测技术进行深入分析的基础上，提出了将逆向工程应用于复杂曲面零件的数字化检测方法。通过建立曲面匹配，将测量所得的点云数据与数学模型在逆向工程软件Imageware进行形位误差比较。该检测方法能够检测出传统方法难以达到足够精度要求的复杂曲面误差，对于实现生产检测的自动化、数字化具有重要的应用前景。4.期刊论文慈瑞梅.李东波.CIRuimei.LIDongbo复杂曲面边界线自动提取技术研究-机床与液压2006,(7)复杂曲面零件的几何模型重构是逆向工程的研究重点之一,由零件表面的数字化数据提取边界线是构造几何模型的重要步骤.针对由CMM获取的三维数据点云,提出了经纬线扫描算法自动提取单值曲面边界线,提出了基于局部增量网格扩张的三维散乱数据三角剖分算法,实现了任意非封闭曲面边界线的自动提取.实践证明,通过该算法得到的复杂曲面的边界线能够满足模型重建的工程需求.5.学位论文鞠俊亭逆向工程在汽车覆盖件设计与检测中的应用研究2008逆向工程作为一种新兴的设计方法和手段，在汽车模具设计改型方面和数字化检测方面正发挥着越来越重要的作用。基于逆向工程产品设计的重点在于如何准确再现原始物体表面的拓扑结构并在此基础上构造出精确的曲面模型，本文就曲面逆向造型和检测中的几个关键技术--曲面重构方法和复杂曲面的检测技术进行了详细的探讨，并结合Geomagic软件对逆向工程的汽车覆盖件和自由曲面建模特点，提出了一些新的概念和算法。具体包括：1．介绍了目前国内外先进的检测技术与方法。2．对逆向工程的应用及其基本原理进行了分析，研究了复杂曲面的逆向工程关键技术，尤其在三角网格模型的简化技术上，提出了一种可控制简化精度的三角网格模型简化算法。此外又提出了NURBS曲面蒙面改进算法，它把测量数据的处理分解为NURBS曲线拟合和曲面蒙面两种过程，以避免由于点云数据太大而导致的溢出问题。3．研究了基于逆向工程的复杂曲面检测技术。提出了数据点云与CAD模型的重定位的ICP改进算法，该算法在粗定位的基础上有效地解决了不存在绝对对应关系的数据点集重定位问题，提高了定位精度。根据曲面检测的要求，提出了点云到曲面最短距离的快速算法，该算法避免了对非线性方程的求解，以提高计算的稳定性和计算速度，同时提高了计算精度。4．在对误差检测理论以及现行形位误差检测技术进行深入分析的基础上，提出了将逆向工程应用于复杂曲面零件的数字化检测方法。通过建立曲面匹配，将测量所得的点云数据与数学模型在逆向工程软件Geomagic进行形位误差比较。该检测方法能够检测出传统方法难以达到足够精度要求的复杂曲面误差，对于实现生产检测的自动化、数字化具有重要的应用前景。6.期刊论文慈瑞梅.李东波.童一飞.CIRui-mei.LIDong-bo.TONGYi-fei复杂曲面特征线自动提取技术研究-机械设计2005,22(9)复杂曲面零件的几何模型重构是逆向工程的研究重点之一,由零件表面的数字化数据提取特征线是构造几何模型的重要步骤.针对由CMM获取的三维数据点云,提出了基于扫描线的三维分层式方法实现特征线的自动提取,提出了基于局部增量网格扩张的三维散乱数据三角剖分算法,实现任意曲面尖锐棱线的自动提取.实践说明,通过该算法得到的复杂曲面的边界线能够满足模型重建的工程需求.7.学位论文王文军基于Surfacer叶片型面检测模块的开发2008传统的检测方法检测复杂曲面零件，检测难度大、周期长，而且检测精度不高。汽轮机叶片型面是一个复杂的自由曲面，其加工和检测一直是叶片生产中的重点和难点，而当前对大型、复杂叶片的需求越来越多，现有的传统检测技术已经成为叶片生产中的一个瓶颈。随着计算机技术、检测技术以及图形学等学科的发展，逆向工程技术得到了广泛的应用，其中三维扫描测量技术也蓬勃发展起来。本文在研究有关逆向工程技术的基础上，提出了基于逆向工程的叶片型面质量检测方法，实现对叶片检测的数字化、可视化和自动化，并试图解决传统叶片检具的精度低、误差大，以及采用CMM测量的耗时长、检测难和成本高的问题。采用三维激光测量设备对叶片进行检测存在着测量数据庞大、测量杂点过多以及测量数据与模型坐标位置不同等问题。本文首先研究现有的激光测量设备数据采集的原理、方法及特点和现有的数据处理方法，综合运用各种数据处理方法，实现快速、高效地处理叶片的测量数据；其次，对现有叶片加工、检测的分析与研究，采用叶片的基准特征来实现测量数据与设计模型的对齐工作，解决了叶片误差分析的前提条件；最后，对叶片的测量数据与设计模型的比较分析，计算测量数据点到叶片模型的距离来反映叶片的加工质量，实现了对叶片任一截面型线的误差分析。论文最后以一个典型的汽轮机叶片零件为例，验证了本文提出的方法。8.期刊论文何炳蔚.林志航.杨明顺.陈琨逆向工程中基于三目视觉自动提取并构造复杂曲面边界技术-机器人2002,24(1)在逆向工程中复杂曲面零件表面的几何模型的构造是研究重点之一,根据零件表面的数字化数据提取零件表面的边界是构造零件几何模型的关键步骤.本文提出基于三目视觉方法来提取和构造复杂曲面边界的技术.从一幅图像中提取反映物体边界的特征点,再利用图像匹配方法得到这些特征点的空间坐标,最后以这些特征点构造出物体边界B样条曲线.9.学位论文刘霞复杂曲面零件的RE/RP集成技术研究2009随着制造业的发展，RE/RP集成技术在复杂曲面零件设计中发挥着越来越重要的作用，它不仅缩短了设计周期，提高了产品更新换代的速度，也为新产品的设计开发提供了一条前所未有的捷径。br　　本文以复杂曲面零件(自行车鞍座)快速设计开发作为应用对象，深入探讨了以RE/RP集成技术为核心的复杂曲面产品快速开发模式，主要的研究内容有：br　　1、阐述了RE、RP技术的概念、应用范围以及在国内外的研究现状，讨论了现阶段RE/RP技术集成系统框架，研究了各种集成方式的优点及不足，论述了本文的主要研究内容和意义。br　　2、研究了RE/RP的关键技术及相关理论，通过比较各种相关技术和工艺方法，结合本课题的特点以及学校现有的设备选择RE/RP的集成方式，构建了集成系统的框架。br　　3、介绍了逆向工程中数据采集的设备和方法，采用激光扫描法对自行车鞍座进行非接触式数据采集，运用Imageware软件对点云数据进行处理，并构建边界线、特征曲线及约束曲线，通过数据接口将创建的曲线导入Pro/E中进行曲面拟合以及CAD模型重构。br　　4、利用ANSYS软件对自行车鞍座进行有限元分析，通过市场调研及分析，结合产品创新设计理念，对自行车鞍座进行了再设计。br　　5、结合自行车鞍座模型本身的特点以及实验室现有快速成型设备，选用合适的快速成型工艺，对自行车鞍座进行了MEM工艺模型处理，并论述了鞍座的快速成型步骤及过程，实现了产品的快速制造。br　　最后，对全文的研究工作和取得的成果进行了总结，并提出了进一步研究的设想。10.期刊论文姚运萍.卢允娥.王蕾.YAOYun-ping.LUYun-e.WANGLei逆向工程中散乱点云的边界线自动提取方法-组合机床与自动化加工技术2008,(4)复杂曲面零件的几何模型重构是逆向工程的研究重点之一,由零件表面的数字化数据提取边界线对重建模型的品质和精度起着重要作用.在研究基于图像法的点云数据边界特征自动提取的基础上,提出了利用各点处场力大小对边界点进行优化的方法,可以避免噪声点对边界轮廓形状的影响.通过对边界点进一步拟合形成边界曲线,达到对点云数据进行自动划分的目的.该方法具有较强的可操作性和实用性.本文链接：授权使用：吕先竟(wfxhdx)，授权号：5ab34ee7-5acb-41c6-aa85-9e1301141cee下载时间：2010年10月18日