零件逆向工程中的精度控制研究.pdf

1、本文以零件逆向工程為研究對象，研究影響零件逆向工程精度的相關(guān)因素。本文從工程實際出發(fā)，以經(jīng)過反求設(shè)計與制造的零件可直接應(yīng)用于生產(chǎn)一線為目標，對零件反求設(shè)計與制造中的精度控制問題進行了深入和系統(tǒng)的研究，重點研究了復(fù)雜內(nèi)腔零件采用工業(yè)CT方式測量的數(shù)據(jù)采集與處理，以及含自由曲面的零件采用激光掃描方式測量的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、三維模型重構(gòu)及反求制造的精度問題，提出了一些新的思路和方法，并用實例進行了驗證。論文主要內(nèi)容和成果如下： 研究

2、了零件原型數(shù)據(jù)采集的精度控制問題，提出了用工業(yè)CT技術(shù)對復(fù)雜內(nèi)腔零件進行斷層測量的特征采樣法，通過截面采樣和路徑采樣獲得零件的特征信息，有助于提高測量效率和測量精度。針對激光三角法測量存在的問題，本文提出了零件自由曲面測量的表面噴涂、確定多視對齊特征、確定掃描方向的測量規(guī)劃。 研究了零件原型數(shù)據(jù)處理的精度控制問題，對用工業(yè)CT技術(shù)采集的零件原型斷層截面數(shù)據(jù)進行矢量化處理，提出有效提高零件原型斷層截面圖像信噪比，增強其邊緣信息，又

3、提高濾波速度的分級加權(quán)濾波法；提出可對零件原型斷層截面二值圖像進行快速亞像素級輪廓線提取的單元提取法；采用基于曲率累加線的方法檢測輪廓線特征點。對采用激光三角法掃描測量獲得的零件數(shù)據(jù)點云，采用基于空間點、直線、平面、圓、球面等局部特征的多視對齊法，對齊精度高、速度快；對于基于三個基準點的多視對齊，給出了減少誤差的三個基準點選擇原則。 研究了零件基本特征重構(gòu)和自由曲面重構(gòu)的精度控制問題。對于零件特征重構(gòu)，提出了根據(jù)零件基本特征生成

4、特性從零件約束優(yōu)化模型中提取拉伸運動路徑和旋轉(zhuǎn)軸的方法，給出了建立零件基本特征局部坐標系與創(chuàng)建基本特征截平面的的原則，從而減少了零件三維模型重構(gòu)的誤差。對于零件自由曲面重構(gòu)，針對激光三角法掃描測量獲得的零件點云比較密集的特點，采取了先用三次均勻B樣條曲線進行插值，然后用三次均勻B樣條插值函數(shù)計算特征點曲率的方法，減少了局部測量數(shù)據(jù)誤差的影響；對于特征點的提取采用根據(jù)偏差閾值和曲率雙判斷的方法，對于復(fù)雜特征線則采用分段擬合的方法，以保證精