利用数控机床实现三坐标测量——反求建模研究

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1、摘要本课题旨在探讨对加工中心测量数据的处理方法。基于约束的结构类零件特征模型重建是反求工程中一个新的研究方向，具有很强的理论意义和实用价值。当前主流的三维软件在实体建模时主要是基于草图设计的。本文在特征数据分割的基础上，结合正向设计的思路，着重研究结构件中的拉伸、旋转等基于草图的特征模型重建问题。本文研究的主要内容如下：(1)研究了草图轮廓分段拟合技术。使用最小二乘方法拟合草图基准平面，采用二次规划方法提取拉伸方向和旋转轴线，然后将数据点投影以获取草图数据，以直线和圆弧段拟合出草图轮廓。(2)研究了草图轮廓线在约束条件下的拟合求解。对常见二

2、维几何约束进行了分类及合理的约束表达，对草图轮廓线整体约束求解，最后获得满足设计意图的草图轮廓。(3)研究了基于草图轮廓的拉伸与旋转特征模型重建的生成方法，以实例零件说明本文提出的重建方法是切实可行的。(4)着重分析介绍了几何数据点的优化测量方案及精度问题，在曲面测量中提出了根据特征点来进行数据点的采集方法，对测量路径规划问题进行初步探讨。以实例零件说明本文提出的测量过程是可靠的。关键词：加工中心，基于草图特征，约束优化，曲面测量AbstractHowtodealwiththedatamfromthemachinecenterisdiscu

3、ssedinthetopic．Theresearchonconstraintsbasedstructuralfeaturemodelreconstructionmethodisanewaspectinrcv髓siIlgengineering,whichCallbeusedtoreconslruetnlo托reliablemodel．Modelingincurrent3DCADsoflwaressuchasCATIA、Pro／Engineeraremainlybasedonsketchdesign．Accordingtotheideaofmo

4、delingandOilthebasisofsegmenting3Dmeasureddatewithfeaturedesignintention,thisthesisstudiesthereconstructionmethodsofmodelsketch-basedfeaturesuchasextrudedandrotationalfcaturesinstructuralpartmodels．ThemaincontentsofthiSthesisareasfollows：(1)ThetechniqueofsketchProfilefitti

5、ngisstudiedinthisthesis．Firstthesketch／datarnPlaneisfittedby【瑚酢Squaredistance，thentheextrudeddirectionoraxiswiththeflankpointsofthecloudisadnK：tcdinquadraticpaogrammingarithmetic．andcertainPointsprojectedtogain2Dsketcheddatam．FeaturePointsarcdcfmedtosegmentthesketchdatam，a

6、ndthesketchProfileisgeneratedbyfittingseparatelythelineandcirclesegment．(2)The2Dgeometryconstraintsbetweenoramongthefeaturesareclassified．theexpressionofZDconstrainsandtherasolventaboutconstrainsagodiscussedthealgorithmsandprocessofresolvingconstrainsarcdemonstrated．(3)The

7、generationmethodsofsketch-basedfeaturemodelreconstructionarcpresentedinthisthesis．Experimentalresultsshowthatthemethodspresentedherearereliable．(4)Itanalysesandintroducesthegeometrydatapointop6毗捌meflsureplanandtheprecisionquestion,inthecurvedsurfacesmeasure，itprovidestheme

8、thodofcarriesonthedatapointaocordingtothecharacteristicpointofthegathering．Preliminarilys