逆向工程空間復(fù)雜曲面重構(gòu)技術(shù)研究.pdf

1、目前，無論是國家還是企業(yè)都面臨著嚴(yán)峻的市場競爭。我國是當(dāng)前全球的制鞋業(yè)大國，但相比于先進(jìn)制鞋業(yè)國家，我們的技術(shù)仍然落后。鞋楦是制鞋的重要模具，因此，研究鞋楦的設(shè)計(jì)和制造有助于我國制鞋業(yè)的高速發(fā)展。本文主要以逆向設(shè)計(jì)的角度，研究鞋楦曲面數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、曲面重構(gòu)、質(zhì)量評價和仿真加工的關(guān)鍵技術(shù)。同時也為其它復(fù)雜曲面零件的逆向設(shè)計(jì)和制造提供參考依據(jù)。
　　 在數(shù)據(jù)采集方面，本文介紹了接觸式和非接觸式2種測量方式的原理、優(yōu)缺點(diǎn)和常用幾

2、種測量設(shè)備及選取依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，介紹了我校已有設(shè)備非接觸式三維激光掃描機(jī)Laser-RE600Ⅲ的結(jié)構(gòu)和參數(shù)以及配套操控軟件ReScan，并詳細(xì)介紹了鞋楦曲面數(shù)據(jù)采集過程，及可能出現(xiàn)的問題和對應(yīng)的解決方法。
　　 在數(shù)據(jù)處理方面，文中闡述了多視數(shù)據(jù)拼合，噪音去除，平滑濾波，數(shù)據(jù)精簡等幾種常用數(shù)據(jù)處理方法和原理，結(jié)合Surfacer和GeomagicStudio軟件對采集得到的鞋楦曲面數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
　　 在曲面重構(gòu)

3、方面，文中討論了曲線曲面的數(shù)學(xué)模型，研究了曲線、曲面插值和逼近的一般形式和光順性評價準(zhǔn)則，并介紹幾種常用曲線、曲面的參數(shù)化表示。文中還講述了傳統(tǒng)曲面造型及快速曲面造型2種重構(gòu)方式的具體建模思路，并用Pro/E（傳統(tǒng)曲面造型方式）和GeomagicStudio（快速曲面造型方式）分別進(jìn)行鞋楦曲面重構(gòu)，得到兩張曲面。
　　 在曲面評價方面，文中討論了影響重構(gòu)精度的誤差來源以及精度評價指標(biāo)，重點(diǎn)分析了控制誤差提高精度的策略和技術(shù)。將測

4、量點(diǎn)到曲面距離作為評價指標(biāo)，采用GeomagicQualify軟件，對用傳統(tǒng)方式及快速方式所得的兩張鞋楦曲面分別進(jìn)行模型的3D比較、2D比較和特殊點(diǎn)分析，并得出兩種曲面造型方式重構(gòu)曲面的優(yōu)劣和適用情況。
　　 在曲面仿真加工方面，文中討論了鞋楦加工的3個發(fā)展階段，仿真加工的概述，工藝參數(shù)的選擇和注意事項(xiàng)。結(jié)合鞋楦尼龍材料和外形輪廓，采用Mastercam進(jìn)行粗加工和精加工兩道工序，選用螺旋加工方式進(jìn)行曲面加工，得到仿真結(jié)果和NC