直接加工中散亂點(diǎn)云拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立的研究.pdf

1、逆向工程是實(shí)現(xiàn)自由曲面零件數(shù)字化仿制和改進(jìn)的一項(xiàng)重要技術(shù)，擁有非常廣闊的應(yīng)用前景。在目前的逆向工程中，都要由測(cè)量點(diǎn)云經(jīng)曲面擬合、等距、裁剪等操作進(jìn)行曲面重構(gòu)，進(jìn)而才能在曲面模型上生成數(shù)控加工刀位，這類方法中的自由曲面重構(gòu)過(guò)程相當(dāng)繁瑣費(fèi)時(shí)，而且精度難以保證。由此，我們派生出由測(cè)量點(diǎn)云來(lái)直接生成數(shù)控加工路徑的思想，它可跳過(guò)復(fù)雜且難以控制的曲面重構(gòu)環(huán)節(jié)。 基于直接加工的思想，著重研究了散亂點(diǎn)云的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重建方法。通過(guò)大量零件表面數(shù)據(jù)的

2、測(cè)量，比較自由曲面測(cè)量的各種手段，并采用TDV800型激光掃描儀測(cè)得典型零件的散亂點(diǎn)云作為研究對(duì)象，研究包括數(shù)據(jù)拼合、濾波、精簡(jiǎn)及坐標(biāo)變換等預(yù)處理操作；在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重構(gòu)過(guò)程中，將散亂點(diǎn)云進(jìn)行等間隔區(qū)域分割，同時(shí)建立新的鏈表結(jié)構(gòu)分區(qū)存儲(chǔ)點(diǎn)云數(shù)據(jù)。在每個(gè)區(qū)域內(nèi)通過(guò)鄰域法將點(diǎn)云進(jìn)行壓縮并投影至切平面，得到一系列的切平面散亂點(diǎn)集。由平面上點(diǎn)的二維坐標(biāo)定位，提出基于正交投影理論的雙映射算法。該算法能快速定位點(diǎn)的位置及其鄰域搜索范圍，采用雙映射算法對(duì)

3、切平面上的散亂點(diǎn)進(jìn)行排序，分析平面點(diǎn)自然次序鄰接排序的局限性，通過(guò)計(jì)算當(dāng)前點(diǎn)與其鄰近點(diǎn)的矢量分布趨勢(shì)，提出雙映射排序中鄰近次序點(diǎn)的判斷準(zhǔn)則，進(jìn)一步改進(jìn)雙映射排序算法，完成各切片上數(shù)據(jù)的拓?fù)渲貥?gòu)。在各切片之間，采用三角網(wǎng)格剖分手段來(lái)建立點(diǎn)云在空間的完整拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并提出了相鄰截面線之間添加剖分線段的改進(jìn)算法，在網(wǎng)格線的二次剖分中，對(duì)剖分情況進(jìn)行分類，結(jié)合采用最小內(nèi)角法計(jì)算余下剖分線段。同時(shí)設(shè)計(jì)三角面片的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并保存輸出三角面片，完成點(diǎn)