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1、第卷第期中国工程机械学报年月王产妇基于三坐标测量机的点云数据测量规划研究‘,‘,,‘吴雪梅李瑰贤赵伟民王越哈尔滨工业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨大庆石油学院机械工程系,黑龙江大庆,通过对复杂自由曲面表面数据的测量,对点,总结摘要应用三坐标测量机云数据测量规划进行了研究和探讨、、、出建立零件坐标系曲面分块测量孔槽特征填补测量采样密度选择以及曲面边界测量等适用方法关键词逆向工程三坐标测量机测量规划中图分类号一“艺,一,玉气一,刀环叭山,段刀司,卜肠。议〕罗,区刃,曲司飞飞,灿,,关阳司飞飞压飞加肠呢一,汀期,,一姗,
2、飞,,’飞,场一、、逆向工程建模的首要任务是准确快速合理地获得产品复杂的表面数据测量数据可用性决定,,,了重建模型的效果和速度如果测量数据的可用性差不但为重构模型带来困难更有可能导致最终的造,、、型结果不合格根据几何造型原理合理的测量数据应该充分反映复杂曲面的几何形状设计意图曲面功,,规划产能以及造型特点因此如何根据曲面的几何造型特点品测量过程就成为复杂曲面重建的首要问题逆向工程技术基本流程正向工程是人们比较熟悉和习‘质的一种设计方式,其过程是从市场需求抽象出产品的功能描述,设计,,,者利用图纸或构思借助于软件设计
3、出产品三维数字模型并由此产生数控加工代码通过数控,机床加工出产品这种从设计到产品的加工生产流程称为正向生产模式,,但在很多场合下产品的设计和开发是改进型设计即在原有产品基础上适当改进和局部创新产品的初始数据和信息不是模型,而是物理模型或实物样件或者在对于具有空间复杂自由曲面零件的仿,以往采,,形加工情况下用的加工方法是靠模加工靠模加工作为产品设计与制造的一种重要技术手段迄今,,,要同时设计加工已有近年的历史然而采用靠模加工制作复杂型面特别是复杂曲面工装模具时作者简介吴雪梅一,女,黑龙江哈尔滨人,讲师,博士生©199
4、4-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第期昊雪梅,等基于三坐标测量机的点云数据测量规划研究,,,相应的反模型和过渡模型成本高且效率和精度非常低而且经过钳工精修成成品的时间长劳动强度大这种相对落后的加,工方式已不能适应现代化产品设计与制造业的发展需要尤其是制造过程中不建立被加,工零件的数学模型严重影响了工厂在产品设计与制造阶段全面采用丫技术及系统工,,、程的实施因此如何在实际应用
5、中逐步减少模加工广泛采用数控测量几何造型与数控加工自动编程技,这就是逆向术成了的一个重要研究分支工程技术、,,随着制造业的数字化信息化传统制造业在理念和技术手段方面都经历着飞速发展产品的开发周期逐渐缩,、、,,短快速高质高效的生产方式已经成为加工业的主导这就使以逆向工程、,快速原型叩记技术为核心的快速开发和制造技术得以广泛应用和开发〔‘一,、逆向工程以已有的产品例如零件实物或技术资料例如照片等为研究对象利用现代设计理论生产工程学等相关知识,应用三坐标测量机测量或机扫描等方式获取实物的表面数据,利用计算机软,改进设计
6、后,件对数据进行处理和对表面三维重建经数控机床加工出仿型产品最终实现对研究对象的认、、,、识再现和创造性的开发逆向工程是与传统的设计制造工程相反的信息流工程目前在民用工业航空、、、,、航天汽车制造家电玩具和医学等行业有着广泛的应用前景它可以解决构型十分复杂形状和边界极、,可以更精确不规则的曲面产品测量造型和数控加工问题它可以大大缩短产品研制和改进设计的周期,,地加工出复杂零件可以解决一些以前难以解决的问题例如一些空间自由曲面很难用常规方法加以精确,,、、、处理应用逆向工程技术运用计算机辅助测量计算机辅助设计计算机辅
7、助制造计算机辅助工程分析等先进技术就可以解决此类问题逆向工程的基本流程图如图所示图逆向工程流程又已粥汉峪数据测量方式及原理测方式一目前的测量方式主要有接触式和非接触式两种接触式包括基于力变形原理的触发式和连续扫描、、、、,式数据采集而非接触式主要有激光三角测量法激光测距法光干涉法结构光法图像分析法等另外,,随着工业技术的发展断层扫描技术也在逆向工程中得到了应用在接触和非接触测量中三坐标测,“”量机是广泛采用的一种测量设备本文基于型三坐标测量机对双飞燕鼠标如图所示逆向,一工程建模过程中复杂曲面测量技术进行研究为、最终
8、构造出精度高品质好的模型奠定基础—三坐标测机的组成及测原理、、三坐标测量机主要由主机测头计算机控制系统和供气系统组成如图所示主机上由花岗岩平台,,和根分别沿向的气浮导轨构成了测量,空间三维测头是三维测量传感器它可在三个方向,以实上感受瞄准信号和微小位移现瞄准和测微两项功能计算机控制系统包括计算机硬件和测量软件供,气系统是一台空气压缩机通过减压阀和过滤器等装置
