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《凸輪自由曲面反求建模技術(shù)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、學(xué)術(shù)論文RESEARCH凸輪自由曲面反求建模技術(shù)ReverseModelingTechnologyforFreeFormSurfaceofCam西北工業(yè)大學(xué)機電學(xué)院張順琦秦現(xiàn)生鄧瑞君尤向榮【摘要】自由曲面精確建模是凸輪高精度反求的必要前提。針對三坐標(biāo)測量機獲得的自由曲面點云數(shù)據(jù)，研究了噪聲點快速有效的去除算法、邊界數(shù)據(jù)及整體數(shù)據(jù)的平滑技術(shù)、點云數(shù)據(jù)的篩選與曲面擴展；最后，結(jié)合VC強大的數(shù)據(jù)處理能力以及UG／Open二次開發(fā)工具，實現(xiàn)大密度點云數(shù)據(jù)在UG環(huán)境中的快速精確建模。經(jīng)驗證，該方法數(shù)據(jù)處理效果
2、明顯，曲面建模效率和精度高。關(guān)鍵詞：反求工程自由曲面UG二次開發(fā)點云數(shù)據(jù)lABSTRACTlModelingfreeformsurfaceaccuratelyisnecessarypreconditionforearnhigh-precisionreverse．Thepointcloudisachievedbymeasuringfreesurfaceviacoordinatemeasuringmachine(CMM)．Efficientremovingalgorithmofnoisypoints，s
3、moothingtechnologyofboundarypointsandthewholepoints，filteringofpointcloudandexpandingofthesurfacearefocusedon．Finally,therapidandprecisemodelingofhighdensitypointcloudinUGenvironmentisrealizedbycombiningwithVCdataprocessingandUG／Opensecondarydevelopmen
4、tt001．Themethodistestedtoimprovetheefficiencyandaccuracyoffreeformsurfacemodeling．Keywords：ReverseengineeringFreeformsur-faceUGsecondarydevelopmentPointcloud反求工程技術(shù)是CAD／CAM系統(tǒng)中相對獨立且非常重要的一個分支，包括數(shù)據(jù)測量、曲面建模、CAM建模及數(shù)控加T?，其中曲面建模是反求工程中難度最大也最為重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，如UG、Pro
5、／E等三維軟件具有出色的曲面造型功能，但其對原始曲面點云數(shù)據(jù)的預(yù)處理能力很弱，一般都要依賴于第三方軟件進(jìn)行【2】，而且這些三維軟件的反求建模模塊(如UG的pointcloud功能、Pro／E的SCANTOOLS功能等)對于大密度點云數(shù)據(jù)建模效率低。除此之外，市場上還有一些專業(yè)的反求軟件，如美國SDRC公司的Surfacer、英國DELCAM公司的CopyCAD等，但價格昂貴，且功能過于通用，對于特殊情況的點云數(shù)據(jù)無法68航空制造技術(shù)·2010年第11期按特定要求處理。為解決上述矛盾，浙江大學(xué)研發(fā)了基
6、于三角Bezier曲面插值理論的反求建模CAD軟件RE—SOFTl3。4】。文獻(xiàn)【5】提出動力數(shù)學(xué)值仿真的網(wǎng)格曲面逼近方法，平均誤差可達(dá)0．001067。本課題以復(fù)雜精密凸輪反求為例，研究利用UG／OpenAPI的強大造型功能以及VC的良好數(shù)據(jù)處理能力，實現(xiàn)自由曲面點云數(shù)據(jù)的快速精確建模。1凸輪工作曲面點云數(shù)據(jù)特點1．1數(shù)據(jù)的獲取數(shù)據(jù)主要通過測量裝置來得到，測量方法直接影響被測物的數(shù)據(jù)描述，最終影響CAD模型的精度16J。目前，用于反求的測量方式主要有3種：接觸式、非接觸式和破壞式17-81。在這i
7、大類中最具代表性的測量方法有三坐標(biāo)法、激光三角法、結(jié)構(gòu)光法、工業(yè)CT法等，其性能比較如表1所示。表1典型測量方式性能比較唧為了保證精密凸輪丁作曲面反求建模的準(zhǔn)確性，必須采用適當(dāng)?shù)臏y量方法來滿足精度要求。由于凸輪曲面小且形狀復(fù)雜，需要對曲面進(jìn)行高密度的采點。經(jīng)過比較分析，選用三坐標(biāo)測量機進(jìn)行測量，并進(jìn)行相應(yīng)的測頭補償處理，局部點云數(shù)據(jù)如圖l所示。1．2數(shù)據(jù)類型由于所用測量方法不同，得到的數(shù)據(jù)點的分布形態(tài)也不同，根據(jù)點與點之間的聯(lián)系可以分為網(wǎng)格狀點云、行列狀點云和散亂點云3種數(shù)據(jù)類型恤’9l，如圖2所示
8、。本文所用數(shù)據(jù)類型為行列狀點云，如圖2(b)所示。RESEARCH學(xué)術(shù)論文圖1凸輪曲面局部點云圖Fig．1Partialpointcloudofcamsurface(a)網(wǎng)格狀點云(b)行列狀點云(c)散亂點云圖2點云數(shù)據(jù)分布形態(tài)嘲Fig．2Distributionpatternsofpointcloud1．3凸輪曲面點云數(shù)據(jù)的特點凸輪反求工程中，曲面CAD建模是關(guān)鍵。在航空航天領(lǐng)域中，常常用精密凸輪控制出油規(guī)律，其T．作曲面多為形狀復(fù)雜的自由曲面，有些凸輪曲面尺寸還
