復(fù)雜箱體的數(shù)字化測量與逆向設(shè)計.pdf

1、隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，在制造業(yè)領(lǐng)域，人們對產(chǎn)品的外形設(shè)計、制造質(zhì)量及檢驗精度的要求越來越高，使數(shù)字化測量與逆向設(shè)計技術(shù)在產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。同時，數(shù)字化的測量、設(shè)計、制造之間的聯(lián)系越來越緊密，它們構(gòu)成了產(chǎn)品制造生產(chǎn)的閉環(huán)數(shù)字鏈，滿足了現(xiàn)代制造業(yè)對系統(tǒng)高度集成的要求。數(shù)字化測量與逆向設(shè)計技術(shù)在保證產(chǎn)品質(zhì)量與提高生產(chǎn)效率方面起著越來越重要的作用。本文研究了復(fù)雜箱體鑄件的數(shù)字化測量與逆向設(shè)計的一些關(guān)鍵的技術(shù)：數(shù)字化測量的方法、數(shù)據(jù)

2、處理方法、曲面重構(gòu)方法與模型精度評價技術(shù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對于數(shù)字化測量，分析了復(fù)雜箱體的內(nèi)外形結(jié)構(gòu)特征，采用了基于轉(zhuǎn)站測量的三維激光掃描方式對箱體外表面進(jìn)行了測量，獲取了箱體外表面的點云數(shù)據(jù)；提出了一種基于石膏模型的箱體內(nèi)腔的數(shù)字化測量方法，完成了對箱體內(nèi)腔的測量，獲取了箱體內(nèi)腔表面的點云數(shù)據(jù)；利用了基于特征點匹配的數(shù)據(jù)融合方法完成了箱體外表面點云與內(nèi)腔點云的數(shù)據(jù)融合，獲得了完整的復(fù)雜箱體內(nèi)外表面點云數(shù)據(jù)。⑵在數(shù)據(jù)處

3、理方面，分析了測量噪聲點產(chǎn)生的原因，研究了點云的去噪與精簡方法；針對復(fù)雜箱體點云數(shù)據(jù)的去噪提出了基于空間單元格的快速k鄰域搜索方法，并獲得了較好的噪聲去除效果；分析了不同數(shù)據(jù)類型的精簡處理方法，提出了將曲率采樣和均勻采樣相結(jié)合的混合精簡方法對復(fù)雜箱體的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行了精簡處理；并驗證了所提出的數(shù)據(jù)去噪與精簡算法的有效性且獲得了良好的處理結(jié)果。⑶在曲面重構(gòu)的過程中，針對復(fù)雜箱體的曲面重構(gòu)，研究了曲線擬合造型與曲面擬合造型，并對曲線、曲面光順

4、的方法進(jìn)行了研究分析；根據(jù)復(fù)雜箱體的內(nèi)外表面點云數(shù)據(jù)重構(gòu)了該箱體的三維 CAD模型。通過求取各數(shù)據(jù)點至重構(gòu)模型表面的垂直距離而獲取了復(fù)雜箱體重構(gòu)模型的精度，得出了箱體重構(gòu)模型表面的誤差分布情況，驗證了曲面重構(gòu)的質(zhì)量，完成了重構(gòu)模型精度的評價。⑷通過對復(fù)雜箱體鑄件的數(shù)字化測量與逆向設(shè)計的研究，重構(gòu)了復(fù)雜箱體的三維數(shù)字化模型并完成了該模型的精度評價，這些工作有利于箱體鑄模的優(yōu)化設(shè)計，并為箱體鑄件的加工制造提供了有益的參考，具有一定實際應(yīng)用價