基于CMM測量的自由曲面反求技術(shù)研究.pdf

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1、設(shè)計(jì)與制造·機(jī)械研究與應(yīng)用·基于CMM測量的自由曲面反求技術(shù)研究。秦紅星，花蕊(1．唐山學(xué)院，河北唐山063000；2．唐山供電公司，河北唐山063000)摘要：重點(diǎn)介紹三坐標(biāo)測量自由曲面的反求技術(shù)。通過對自由曲面數(shù)字化過程中數(shù)據(jù)獲取、測量數(shù)據(jù)處理和曲面重構(gòu)的研究，得到鼠標(biāo)外殼的三維模型，極大地提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。關(guān)鍵詞：自由曲面；反求技術(shù)；三坐標(biāo)測量機(jī)中圖分類號：TH164；TP391．7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007—4414(2012)01-0093—01Tlleresearchonreverseengineeringforfreeforillsurface

2、basedorlC刪QinHong—xing，HuaRui(1．Tangshancollege，TangshanHebei063000，China；2．Tangshanpowersupplycompany，TangshanHebei063000，China)Abstract：Thetechnologyofthereverseengineeringofmouse8freeformsurfaceisanalyzed．a(chǎn)ndtheapproachbywhichthedataoffreeformsurfaceisobtained，andtherebuildingtechnol

3、ogyofCADmodelispresented．Solutionstothekeytechnologyofsurfacereconstructionanderrortestinginthereverseengineeringarefound．Keywords：freeformsurface；CMM；reverseengineering1引言發(fā)式測量曲面邊界及其它規(guī)則部分。當(dāng)測量頭的探反求工程是在沒有CAD模型的情況下，按照現(xiàn)針接觸到鼠標(biāo)的表面時(shí)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記下探針尖的有零件的原形，通過測量手段及三維建模方法，將零坐標(biāo)點(diǎn)，照此逐點(diǎn)移動，就能采集到曲面輪廓的坐標(biāo)件原形

4、轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型。反求工程的關(guān)鍵技術(shù)在于數(shù)據(jù)。測量的鼠標(biāo)曲面網(wǎng)格線如圖1所示。零件的數(shù)字化，通過特定的測量設(shè)備獲取表面離散點(diǎn)的幾何坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自由曲面的建模。三坐標(biāo)測量機(jī)(CoordinateMeasuringMachine，CMM)是數(shù)字化測量設(shè)備的典型代表，它具有噪音小、精度高、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。本課題以鼠標(biāo)曲面模型為例，研究基于CMM測量的自由曲面反求過程及其關(guān)鍵圖1鼠標(biāo)曲面網(wǎng)格線技術(shù)。2三坐標(biāo)測量機(jī)測量系統(tǒng)4測量數(shù)據(jù)的預(yù)處理采用青島海克斯康測量技術(shù)公司生產(chǎn)的橋式三由于存在測量誤差，所采到的點(diǎn)擬合的曲線沒有坐標(biāo)測量機(jī)來進(jìn)行曲面測量。該測量機(jī)使用氣浮軸連續(xù)

5、性且曲線函數(shù)不可導(dǎo)，為保證曲面數(shù)字化的完整承，、y、z軸均為光柵測量系統(tǒng)。測量范圍方向性，必須對采集到的曲線進(jìn)行重新構(gòu)造，即對表面數(shù)1000mm，Y方向700mm，Z方向600mm。分辨率為0．據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括壞點(diǎn)的去除，測量盲區(qū)數(shù)據(jù)的補(bǔ)5，空間測量精度2．5+3L／1000txm，重復(fù)精度齊，數(shù)據(jù)均化和平滑等，然后再進(jìn)行曲面重構(gòu)【3J。3。利用、】，、z三個(gè)相互垂直的坐標(biāo)軸，組成三運(yùn)用UG的NURBS構(gòu)造方法如過極點(diǎn)、通過點(diǎn)、維參考系，裝在z軸上的接觸式傳感測量頭，可在空擬合、垂直于平面等對點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。得到曲線間各方向?qū)?fù)雜零件如箱體、導(dǎo)軌、蝸輪、葉片、外殼

6、、構(gòu)造后，采用編輯點(diǎn)、改變斜率、曲率、擬合、光順等方齒輪等的尺寸和形狀進(jìn)行高精度和高效率的i見0量，連法對樣條曲線進(jìn)行編輯修改，以達(dá)到幾何連續(xù)。預(yù)處續(xù)獲取坐標(biāo)信息，并可通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)整個(gè)測量過程理后的曲面如圖2所示。和數(shù)據(jù)處理的程序化。5曲面重構(gòu)3曲面原始數(shù)據(jù)的采集利用UG系統(tǒng)提供的掃掠方式，沿空間路徑曲線CMM通過測量頭與鼠標(biāo)外殼曲面接觸獲得其坐掃掠，進(jìn)行曲面模型重建，然后通過延伸、求交、過渡、標(biāo)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。采用連續(xù)掃描方式測量自由曲面，點(diǎn)觸(下轉(zhuǎn)第96頁)·基金項(xiàng)目：唐山學(xué)院科學(xué)研究基金資助項(xiàng)目(110011B)收稿日期：2011—12—15作者簡介：秦紅星(198

7、0一)，男，河北邯鄲人，講師，研究方向：CAD／CAM及數(shù)控加工?！?3·設(shè)計(jì)與制造·機(jī)械研究與應(yīng)用·動目標(biāo)的圖像幀和背景模型相減；再將計(jì)算結(jié)果在一有較大的相似性，無法很好檢測出來。定閾值T限制下進(jìn)行二值化，判斷出當(dāng)前圖像中出結(jié)合電梯門系統(tǒng)的實(shí)際工作需要，光流法運(yùn)算量現(xiàn)的偏離背景模型值較大的那些象素，則為出現(xiàn)的運(yùn)大、對硬件要求高、實(shí)時(shí)性差；背景減法需要實(shí)時(shí)更新動目標(biāo)像素J。由于運(yùn)動物體和背景在灰度或色彩背景，其減慢了運(yùn)算速度，在實(shí)際檢驗(yàn)中不需要檢測上存在差別，相減、閾值操作后得到的結(jié)果可直接給出運(yùn)動目標(biāo)是人還是其它物體，所以只需要對目標(biāo)邊出目標(biāo)的位置