逆向工程中基于圖元Agent的參數(shù)化設(shè)計(jì).pdf

1、本文以逆向工程技術(shù)為基礎(chǔ)，基于圖元Agent對(duì)車(chē)輪輪廓線進(jìn)行參數(shù)化研究，開(kāi)發(fā)了車(chē)輪快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)。車(chē)輪快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要研究車(chē)輪的快速設(shè)計(jì)過(guò)程，結(jié)合逆向工程技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、曲面重建等基本步驟，針對(duì)鋼制車(chē)輪在設(shè)計(jì)加工中的一系列問(wèn)題，對(duì)車(chē)輪零件的快速設(shè)計(jì)提出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)思想和流程。為了提高企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率和生產(chǎn)效率，車(chē)輪快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用系統(tǒng)集成的思想，主要分為點(diǎn)云測(cè)量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和車(chē)輪造型系統(tǒng)。 點(diǎn)云測(cè)量系統(tǒng)主要由三

2、坐標(biāo)測(cè)量?jī)x及其自帶測(cè)量軟件Camio4.3完成數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，保存測(cè)量點(diǎn)云數(shù)據(jù)。車(chē)輪由輪輞和輪輻組成，車(chē)輪的測(cè)量可分成輪輞的測(cè)量和輪輻的測(cè)量?jī)煞N類(lèi)型，而輪輻測(cè)量又可細(xì)分為輪輻外回轉(zhuǎn)母線、輪輻內(nèi)回轉(zhuǎn)母線、中心孔、螺栓孔和風(fēng)孔的測(cè)量。根據(jù)車(chē)輪零件的加工工藝特點(diǎn)和現(xiàn)有測(cè)量水平，對(duì)車(chē)輪零件的點(diǎn)云測(cè)量方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足信息全面、數(shù)據(jù)簡(jiǎn)潔和快速獲取的點(diǎn)云測(cè)量要求。 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要執(zhí)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)的預(yù)處理和模式識(shí)別任務(wù)，生成輪輞和輪輻的點(diǎn)云數(shù)據(jù)

3、庫(kù)和圖形數(shù)據(jù)庫(kù)。總結(jié)回轉(zhuǎn)面的求解方法和流程，利用圓柱面在端平面的投影為圓的特點(diǎn)，提出一種新的回轉(zhuǎn)面特征提取算法。將回轉(zhuǎn)面看作是一個(gè)圓柱面，回轉(zhuǎn)面上的所有數(shù)據(jù)點(diǎn)到這個(gè)圓柱面的距離和為最少，圓柱面的中心軸就與回轉(zhuǎn)面的回轉(zhuǎn)軸重合。根據(jù)回轉(zhuǎn)面上數(shù)據(jù)點(diǎn)在端平面的投影，擬合求解圓柱面在端平面的投影圓。其圓半徑就是圓柱面的半徑，圓柱面的中心軸則經(jīng)過(guò)投影圓圓心，中心軸方向?yàn)槎似矫娴姆ㄊ?。避免了制作?zhuān)用機(jī)架的問(wèn)題，提高了測(cè)量精度。在輪廓線圖元識(shí)別中，基于

4、圖元Agent識(shí)別構(gòu)成輪廓線的幾何參數(shù)，完成由輪廓線的測(cè)量到輪廓線圖元的分割，最后完成滿足結(jié)構(gòu)約束的幾何圖形的逆向設(shè)計(jì)過(guò)程。圖元識(shí)別參數(shù)的自由設(shè)置，提高了輪廓線參數(shù)化識(shí)別的效率和精度。 車(chē)輪造型系統(tǒng)主要是對(duì)車(chē)輪零件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，由車(chē)輪快速設(shè)計(jì)工具箱完成車(chē)輪特征的設(shè)計(jì)，最后建立車(chē)輪零件的三維模型，生成工程圖紙用于生產(chǎn)加工。在輪輻模型上添加風(fēng)孔時(shí)，需要在輪輻的坐標(biāo)系里建立每個(gè)風(fēng)孔的局部坐標(biāo)系。局部坐標(biāo)系的建立，有利于將風(fēng)孔作為單獨(dú)

5、的一個(gè)特征進(jìn)行輪廓擬合，保證了計(jì)算的簡(jiǎn)潔性和準(zhǔn)確性，提高了輪輻逆向設(shè)計(jì)的參數(shù)化程度。 車(chē)輪快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)的程序開(kāi)發(fā)主要完成數(shù)據(jù)處理軟件和車(chē)輪造型軟件的開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)選用Visual Studio2008．NET集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，以VC++為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，數(shù)據(jù)處理軟件界面設(shè)計(jì)采用MFC擴(kuò)展框架庫(kù)BCGControlBar，車(chē)輪造型軟件采用SolidWorks2009 API進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，對(duì)輪輞和輪輻特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)，完成車(chē)輪的快速設(shè)計(jì)任務(wù)。