基于逆向工程测量数据直接生成刀具轨迹的研究

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2、密绒：公开密级：丛笪编号：f盟理!g!!塑硕士学位论文MASTER’SDISSERTATIoN论文题目：@隽奇强勾2牟兰测墨兹镌直碜兰苤卫星咝垒塑窒学科专业：巍逝丝丝垫鱼塑型作者姓名：墨臣薹：经——指导教师：型竺逢塾垫答辩日期：洳毛．毛、

3、二江苏大学硕士学位论文摘要逆向工程与数控加工的结合已成为产品创新设计与快速制造的重要技术途径。传统的实现手段是根据测量数据构建CAD模型，再经曲面偏置生成刀具轨迹。然而，对于形状复杂的产品，由测量数据构造曲面模

4、型不仅复杂费时，而且对操作人员的技术和经验要求极高，影响了后续加工的效率。研究直接基于测量数据来获得刀具轨迹的方法，避开了曲面重构过程，操作简单、计算稳定、加工效率高，适应快速制造的发展趋势，具有较大理论价值和实际应用价值。论文在对逆向工程技术与数控加工集成的主要技术途径进行比较与分析的基础上，确立了基于逆向工程测量数据直接生成刀具轨迹的研究课题。课题研究利用AToSII光学扫描系统对模型进行采集，获取高质量的点云数据，并对点云数据进行拼合和噪声点去除；根据点云数据庞大的特点，采用空间栅格划分的算法对点云数据进行划分，建立了数据点问的拓扑关系，再利用数据

5、点间的最小距离实现对点云数据的精简，并通过实例对精简算法进行了验证；采取直接对点云数据分层，研究了基于空间划分的轮廓数据提取算法，完成层面轮廓提取之后对轮廓数据点进行排序处理，接着建立层面各轮廓环之间的拓扑关系，完成对加工区域的识别；为了实现轮廓数据的精简与光顺，采用NURBS曲线的拟合算法对轮廓数据点进行了拟合，在输出层面轮廓线数据时采用双圆弧拟合算法，将轮廓线转化为由圆弧段组成的封闭轮廓，以便于数控机床进行编程加工。最后，利用Voronoi图偏置算法完成了层面刀具轨迹的规划，并将刀具轨迹转化为Nc加工代码，完成了由测量数据直接生成刀具轨迹的研究课题。

6、关键词：逆向工程，点云数据，分层加工，双圆弧，刀具轨迹江苏大学硕士学位论文ABSTRACTThecombinationofREwithNCmachininghavebecameanimportantapproachforproductionredesignandrapidmanufacture．TheconventionalapproachincludessurfacetitlingandcompleteCADmodelcreatiomTheprocessofCADmodelcreationisnotonlycomplexandtime—consumin

7、g，butalsodependsontheoperator’Sexperienceandtechniquegreatly,whichgreatlyaffectsthequalityandefficiencyofthetoolpathsgeneration．Themethodoftoolpathgenerationdirectlyfrommeasureddataavoidstheprocessofsurfacereconstruction,whichsatisfiesthedemandofhigllqualityandhighproductivity,an

8、disboththeoreticandpracticalworthy．。Themethodoftoolpathgenerationdirectlyfrommeasureddataisresearchedinthispaper．Firmly,thekeytechniqueinREisdiscussedandseveralapproachestothecombinationofREandNCmachiningarecomparedandanalyzed．TheATOSIIsystemisusedintheprocessofdatacollectiontoob

9、tainmeasureddatawithhi曲quality．Becauseofthedatapointsaremassiveinntmaberandscatteredinstructure，researchiscarriedoutinthispapertodividethedatapointswithalgorithmsofdimensionalgriddivision．Aftertopologicalrelationiscreatedbetweenthepoints，themeasureddataisreducedintermsoftheminimu

10、mdistancewhichispreestablished．Inthispap