汽车散热盖模具点云数据曲面逆向重构技术研究

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1、第7期机械设计与制造2014年7月MachineryDesign&Manufacture243汽车散热盖模具点云数据曲面逆向重构技术研究张德强，牛兴林，程杰，李金华(辽宁工业大学机械工程与自动化学院，辽宁锦州121001)摘要：主要研究汽车散热盖模具样件的三维数据测量、点云数据处理、曲线曲面模型的重构、模具三维实体化实现方法等。点云数据预处理主要研究点云数据的对齐与重定位、数据的精简与降噪等。针对逆向工程关键核心技术如拟合曲面的质量分析、曲面片的修剪和编辑等进行了深入研究，最终针对模具不同特征区域点云的特点，结合两种

2、建模思想，面向散热盖模具的点云数据完成了曲面模型重建，为最终实现模具三维实体逆向建模和模具磨破损区域的三维精确建模奠定基础。关键词：注塑模具；逆向建模；三维建模；点云数据；曲面重构中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)07—0243—03TheReconstructionTechnologyResearchonAutomobileCoolingCapMoldPointCloudDataSurfaceReverseZHANGDe—qiang，NIUXing-lin，CHENGJie，

3、LIJin-hua(CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，LiaoningUniversityofTechnology，LiaoningJinzhou121001，China)Abstract：Thethree-dimensionaldatameasurement，pointclouddataprocessing，cul~eandsu~acemodelofmainautomotivecoolingcapmoldsamplewerereconstructedusingt

4、hree-dimensionalsolidmoldrealizationmethods．Themainpointclouddatapre-processingmainlyresearchesonaligning，relacation，datasimplificationandnoisereduction．Aimingatthereverseengineeringkeycoretechnologiessuch珊thequalityanalysisofthefittingsu红e，su~acepatchestriming

5、andediting，itconductedin—depthresearch，andultimatelyforthediferentcharacteristicsofthemoldalvapointcloudfeatures，withtheradiatorcapmouldfinishingsu~acemodelreconstructionofpointclouddata，providingsolidbasisforachievingmold3Dentityreversemodelingandmoldgrindingd

6、amagearea3Dprecisemodeling．KeyWords：InjectionMold；InverseModeling；Three-DimensionalModeling；PointCloudData；SurfaceReconstruction1引言再利用曲面生成工具，如扫略、放样、延伸、四边曲面等，生成曲面后，再对其进行延伸、裁剪、过渡等曲面编辑，最终得到完整的曲在逆向工程中，模型重构是利用数字化测量仪所获得的点面模型[21。采用插值方式建立的曲线，优点是所得到的曲线必会通云数据，通过插值或者拟合构建一

7、个近似实体原型的模型。模型过所有测量点，因此曲线与点数据的误差为0。缺点是噪声数据重构是整个逆向工程中最关键最复杂的环节，常见的模型重构方较大时，曲线控制点也会相对增多，同时点数据若有噪声存在，使法有两种【l1，第一种是由点数据通过数学插值或者逼近的方法先用插值法拟合时应首先对曲线进行平滑处理，以降低或去除噪拟合出曲线，再由此曲线线通过特征工具重建出相应的曲面；第声，插值法拟合曲线的过程，如图Ka)所示。二种是直接由点云数据拟合出相应的曲面。有时，测量所得的点数据误差较大，构造一条曲线要通过所2拟合曲线重构曲面实现方

8、法有数据点，则建立的曲线将不会很光滑，尽管经过数据平滑处理2．1模具框架曲线重构后，有可能较为平滑，但也增加了失真的可能性，即丢失了这些点曲线是构建曲面的基础。曲线的准确与否直接决定了曲面所携带的几何特征信息。此时可采用逼近法构造一条逼近曲线，是否有意义。不管后续曲面模型重建是采用基于曲线的或者直接使之在某些约束条件下最为接近给定的那些数据点。