外形逆向设计方法分析-论文.pdf

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1、[#匿}剌技培息2014年第16期CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATIONAug．2o14实用技术推广高小刚高小刚刘小溪刘宁张红中航飞机研发中心DOI：10．3969／j．issn．1001-8972．2014．17．058外形逆向设计方法分析在产品原始设计过程中，外形制造丰要依据模线样板，在设计通过二维平面理论图将数据提供模线设计后，模线设计根据实际制造情况可能对部分数据进行修正，而修正前言的数据不一定会反馈回设计，导致真实制造的产品外形与理论图存在差异，因此，这些外形逆向设计不能完全依照理论图进行，而是需要通过测量模

2、线样板数据开展逆向设计。还有部分外形可能因种种原因，只依据理论图数据不随着科技手段的不断进步，在很多：【业部门中，出现足以完成三维建模工作，需通过测量模线样板补充测量数_r从设计到生产制造整个过秤的无纸化设计，产品、零件据。外形的设计也由传统的二维平面设计转变为三维数字化设测量模线样板时通常采用直接测量法，首先要选定基计，因而，外形设计由二维平面设计转化为三维数字化设准，一般选取典型切面建立坐标系，然后用直尺、千分尺计便在工业部门中流行起来，称之为“逆向设计”。本文等测量工具直接读取数据。主要就常用的j种外形逆向设计测量方法根据使用情况进行分析评估。接

3、触式三坐标测量法三坐标测量机测量是一种接触式测量，首先需要定位好坐标原点，然后在需要测量的零部件上设置测量点，将探头对准测量点后通过记录探头行程来确定测量点的坐2●■——-逆向测量方法标。三维激光扫描系统激光扫描系统为非接触式测量，即通过光束到达物体外形逆向设计用到的主要测绘方式有三种表面的飞行时间获取距离信息，并结合测角装置，分解出1．模线样板直接测量法物体表面点的三维坐标，测量精度取决千信号测量的时间2．接触式■坐标测量法分辨率，具有测量范围大，测量效率高的特点。3．激光扫描仪3测量方法简介4-三种测量方法比较直接测量法直接测量法这种方法的优点是测

4、量进度较高，可精确到0．1mm一149—用技术推广中国禾斗菠信息2。4年第16靼·CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATIONAug．2014该测量方法优点是非接触、大视场、高效率，且测量设备轻便，便于携带。缺点是测量进度略低，测量到的数据以点云形式存在，建模时需进行点云分析、筛选，然后拟合成曲面。5，—-实际使用情况采用三种测量方法后建立的数模与实际比较图1逆向测量点云为便于分析，三种测最方法的建模方式均采用■维设计软件CATIAV5。采用激光扫描系统测量的点见图l，该外形为左右对称外形，根据点云设计外形时，需对点进行分析

5、，去掉突出整体趋势的点，对于点云LfI缺少的部分在数模设计过程中进行光顺修补。采用激光扫描系统设计的外形，偏差较大，不能关}：发房对称面对称，需对发房进行了修形，但由于设计输入只有测量的点云，设计修改时只能选取发房对称面的一侧，将另一侧对称。图2某鼓包测量点接触式三坐标测量系统测量时，测量点选用横向和纵向切面的交点，测量的点见图2，由于接触点无法严格位于同一平面，设计时，需先确定横向和纵向切面，平面的确定应用最小二乘法确定，绘制曲线时去除了明不符合曲线趋势的测量的点，并对曲线进行了光顺处理。采用接触式三坐标测量系统设计出的鼓包外形不能完全包住结构，见图

6、3，结构突出外形最大约7mm，需对外形进行局部修形。采用直接测量法，测量选用同一基准，测量进度够，绘制方法采用由点生成曲线，由曲线生成曲面的方式，基本可一次成形，误差极小。图3鼓包结构与外形对比更缺点足费时费力，效率低，获得的数据为：唯点，℃i逆向测量方法比较莫时，如果该产品为组合件，需通过一定手段将其安装E确的位置。根据三种测量方法的分析~ul：L较，得出结论如下：测量效率：三维激光扫描>接触式三坐标测量>模线接触式三坐标测量法样板测量采用该方法测绘时，对十标原点的定位尤为重要，测量范围：三维激光扫描>接触式三坐标测量，模线示原点的选择必须要柯丰}I

7、对j机的H』】确的坐标。该方样板测量寸被测对象的材质和色洋厄特殊要求，适用于表面只有测量精度：模线样板测量>接触式三坐标测量>维叠特征的物体，但埘环境要求．岛，测速度慢，测量范激光扫描乏测量系统限制，般长度不火f16．8m，高度不大于环境适应性：三维激光扫描>接触式三坐标测量>模m。宽不人i：2．5I11。线样板测量在应用中可根据实际情况进行选择。随着技术的发展，三维激光扫描系统激光扫描系统将会成为未来逆向设计的主流。一l50