基于CMM逆向工程自動(dòng)化技術(shù)研究.pdf

1、逆向工程是在已有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行剖析、理解和再設(shè)計(jì)。它以縮短產(chǎn)品研發(fā)周期、高效率、低成本的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、機(jī)械、航空、家電、通訊、國(guó)防等各大領(lǐng)域。在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)要求下,逆向工程各項(xiàng)技術(shù)得到了空前發(fā)展;但目前的逆向建模方法主要采用人機(jī)交互修改CAD模型的方式完成,效率相對(duì)較低,建模的精度依賴于操作人員的經(jīng)驗(yàn),對(duì)復(fù)雜模型的建模較困難.
　　 本文提出了逆向工程自動(dòng)化方法,它不僅可以減少對(duì)建模人員的經(jīng)驗(yàn)要求,還可以提

2、高建模效率,更能準(zhǔn)確的表達(dá)模型曲面。其主要思想為利用三角網(wǎng)格模型能夠表達(dá)任意復(fù)雜曲面并且容易實(shí)現(xiàn)的特性實(shí)現(xiàn)三角網(wǎng)格曲面的自動(dòng)化建模,然后將曲面的三角形網(wǎng)格轉(zhuǎn)化為四邊形網(wǎng)格,在四邊形網(wǎng)格上建立能夠表達(dá)任意曲線形式曲面的NURBS曲面,實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量曲面片的構(gòu)建,并將曲面片貼合到一起,得到整張曲面。
　　 圍繞逆向工程自動(dòng)化的思路,主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　 1.研究了CMM測(cè)量方法,實(shí)現(xiàn)了高爾夫球桿頭數(shù)據(jù)測(cè)量,分析了實(shí)驗(yàn)中

3、測(cè)量偏差產(chǎn)生機(jī)理,并采用數(shù)模對(duì)比的方式對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,得到了可靠數(shù)據(jù)。
　　 2.對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理,采用對(duì)應(yīng)點(diǎn)匹配法完成多視圖點(diǎn)云對(duì)齊;針對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)中噪聲點(diǎn),設(shè)計(jì)了單位點(diǎn)向量去噪方法,并得到了良好效果。
　　 3.三角網(wǎng)格模型的自動(dòng)化建模及基于二面角的網(wǎng)格簡(jiǎn)化。研究了Delaunay三角剖分原理,在完成空間Delaunay四面體剖分的基礎(chǔ)上,對(duì)散亂點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)預(yù)處理,提出對(duì)剖分結(jié)果后處理算法,提取了模型的三角網(wǎng)格曲面,實(shí)

4、現(xiàn)了三角網(wǎng)格模型的自動(dòng)化建模。研究了Garland網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法,在此基礎(chǔ)上提出了基于二面角的三角網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法。該算法在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格簡(jiǎn)化的同時(shí),更好的保留了模型特征數(shù)據(jù)。
　　 4.基于Morse理論的數(shù)據(jù)分割。將Morse理論應(yīng)用于逆向工程中,在三角網(wǎng)格曲面上提取Morse復(fù)形曲線,構(gòu)建四邊形網(wǎng)格并對(duì)所得四邊形網(wǎng)格優(yōu)化.采用Laplacian譜分析方法構(gòu)造三角網(wǎng)格曲面上的Morse函數(shù)。根據(jù)曲面上四邊形網(wǎng)格進(jìn)行數(shù)據(jù)分割,基本實(shí)現(xiàn)了數(shù)