基于多传感器测量的CAD逆向建模技术研究

【摘要】随着制造业以及计算机科学的高速发展,逆向工程技术受到了学术界和工业界越来越多的重视,将持续作为CAD/CAM领域的研究热点。逆向工程就是根据已有的产品实物、样件或原型,生成产品的三维数字化模型,然后在数字模型的基础上进行生产加工或者二次开发,实现创新。逆向工程技术可以缩短产品的开发周期,提高生产能力,产品质量和企业的市场竞争力,增加企业的经济效益。逆向工程由数据测量、数据预处理与曲面重建三部分组成,数据测量通常分为接触式测量和非接触式测量,随着科学技术的发展,单纯的测量技术已经不能满足实际需求,于是出现了多传感器组合测量。现有的逆向建模方法主要还是针对同密度、同精度的同类测量数据的,为了满足现代数字化系统对逆向工程模型重建方法提出的新要求,本文研究了基于多传感器测量的CAD逆向建模技术研究。首先介绍了逆向工程中两种主要的测量方法：接触式测量和非接触式测量,从它们测量的原理出发分析了两种测量方法的优势以及不足。对CAD模型重建的基本理论进行了综述,详细地介绍了常用的三种建模方法：基于曲线的模型重建；基于多边形网格的模型重建；基于特征的模型重建。结合两种数据测量方式的优点以及缺点,针对自由曲面,首先用非接触式测量方法获取自由曲面的初始CAD模型,然后用三坐标测量机测量少量高精度的点,利用基于能量优化法完成初始模型的点约束变形,或用三坐标测量机测量曲面的截面线,完成初始模型的线约束变形,实现两种测量数据的数据融合。通过具体的实例验证了数据融合的可行性以及有效性。针对存在光学扫描盲区(如深孔)的样件,提出了基于特征的数据对齐方法。用激光扫描获得样件的表面数据,三坐标测量机获得光学扫描盲区的数据,用基于特征的数据对齐方法实现两组测量数据的对齐,最后实现多传感器测量数据的逆向建模。
【作者】曹江林；
【导师】骆少明；
【作者基本信息】广东工业大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】逆向工程；多传感器；数据融合；模型重建；三坐标测量机；

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