余量約束下的復(fù)雜毛坯測(cè)量數(shù)據(jù)與CAD模型配準(zhǔn)技術(shù)研究.pdf

1、三維測(cè)量技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛，并不斷的改善著傳統(tǒng)的制造手段。工業(yè)生產(chǎn)中有很多結(jié)構(gòu)件是先通過(guò)鑄造等方法獲得接近設(shè)計(jì)模型的預(yù)制件，然后進(jìn)行數(shù)控精加工達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸。對(duì)于這種復(fù)雜毛坯小余量加工，三維測(cè)量技術(shù)可對(duì)以下兩個(gè)方面工作做出改善：①在加工前剔除變形的不合格毛坯，避免其進(jìn)入后續(xù)加工環(huán)節(jié)造成不必要的浪費(fèi)；②確保毛坯精加工時(shí)的定位工作高效可靠，在提高工作效率的同時(shí)避免由于定位不夠精確而出現(xiàn)加工余量不足的現(xiàn)象。這兩個(gè)問(wèn)題都需要將毛坯測(cè)

2、量數(shù)據(jù)與相應(yīng)的CAD模型在給定余量約束下進(jìn)行配準(zhǔn)，本文對(duì)這一配準(zhǔn)技術(shù)作了深入的研究，提出了有效的解決方法，并在理論和算法研究的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的軟件系統(tǒng)。本文的主要工作概括如下：
　　⑴通過(guò)分析三角網(wǎng)格模型的特征、拓?fù)潢P(guān)系和obj格式文件的特點(diǎn)，提出借助半邊結(jié)構(gòu)對(duì)三角網(wǎng)格模型進(jìn)行存儲(chǔ)，并給出了從obj格式文件對(duì)三角網(wǎng)格模型進(jìn)行拓?fù)渲亟ǖ乃惴鞒獭?br>　　⑵針對(duì)余量約束下的毛坯測(cè)量數(shù)據(jù)和CAD模型配準(zhǔn)問(wèn)題，建立了帶約束的非線性最

3、小二乘數(shù)學(xué)模型，并分析了快速計(jì)算毛坯測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)到CAD模型最近點(diǎn)的方法。
　?、窃趯?shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析的基礎(chǔ)上，提出了余量約束配準(zhǔn)優(yōu)化求解的“兩步法”方法：第一步先不考慮余量約束，用ICP算法進(jìn)行無(wú)約束配準(zhǔn)，然后檢查結(jié)果是否滿(mǎn)足余量要求，滿(mǎn)足則退出計(jì)算，否則，進(jìn)行第二步，考慮余量約束對(duì)ICP結(jié)果作進(jìn)一步配準(zhǔn)，使得最終結(jié)果滿(mǎn)足要求。
　?、乳_(kāi)發(fā)了余量約束下的毛坯測(cè)量數(shù)據(jù)和CAD模型配準(zhǔn)軟件，并應(yīng)用開(kāi)發(fā)的軟件對(duì)若干具體實(shí)例進(jìn)行了配