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1、不規(guī)則復(fù)雜曲面的三維建模和快速開發(fā)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造的難點(diǎn),也是近幾年研究的熱點(diǎn)問題。把逆向工程與正向加工技術(shù)相結(jié)合,可從根本上改變傳統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)和制造模式,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,解決復(fù)雜形體難以建模和難加工的問題?;诖?本文重點(diǎn)研究基于相位測(cè)量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理技術(shù),NURBS曲面重構(gòu)與品質(zhì)分析,曲面優(yōu)化算法研究和產(chǎn)品快速開發(fā)等內(nèi)容。
首先,研究三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理技術(shù),分析基于相位測(cè)量的光柵投影原理、相位調(diào)制、相
2、位解調(diào)和相位去包裹等理論。重點(diǎn)介紹3D CaMeGa光學(xué)三維掃描儀的校準(zhǔn)、零件定位和點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取過程。在此基礎(chǔ)上,對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行預(yù)處理:采用最大允許偏差法進(jìn)行數(shù)據(jù)精簡(jiǎn),該方法精簡(jiǎn)率達(dá)40%,而且有效保留了零件關(guān)鍵的細(xì)節(jié)特征,還對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行除噪、平滑、分割等處理。
其次,研究NURBS曲面擬合理論,實(shí)現(xiàn)整體曲面擬合和曲面拼接,點(diǎn)云-曲面偏差最大誤差為0.270mm,符合高精度擬合曲面要求。比較曲面擬合各種算法的優(yōu)缺點(diǎn),提出基于正交
3、函數(shù)的最小二乘曲面優(yōu)化算法。該算法僅采用4×4階共36個(gè)控制點(diǎn)擬合,就能達(dá)到較好的擬合效果。重構(gòu)平均偏差僅為0.0461mm,與最小二乘法在曲面重構(gòu)精度、曲面光順性方面進(jìn)行綜合比較,驗(yàn)證本文算法的優(yōu)越性。通過實(shí)驗(yàn)分析控制點(diǎn)數(shù)、曲面階次對(duì)重構(gòu)精度的影響,提出根據(jù)曲面控制點(diǎn)數(shù)合理選擇曲面階次,進(jìn)行曲面擬合的方法。
最后,設(shè)計(jì)三維曲面凸模及凹模,并進(jìn)行數(shù)控仿真加工。對(duì)數(shù)控仿真加工刀路源文件進(jìn)行后置處理,針對(duì)CNC840D控制系統(tǒng)
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