基于閉環(huán)理論的自由曲面CMM測(cè)量和建模的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)物逆向工程已成為CAD/CAM領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。它被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)和消費(fèi)產(chǎn)品行業(yè)來促進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析和制造。數(shù)據(jù)獲取和曲面重構(gòu)是實(shí)物逆向工程的兩個(gè)關(guān)鍵步驟，數(shù)據(jù)獲取通常先于曲面重構(gòu)，而且曲面重構(gòu)是離線進(jìn)行的。這種有序和單獨(dú)的數(shù)據(jù)獲取及離線曲面重構(gòu)基本上形成一個(gè)開環(huán)過程。由于在曲面重構(gòu)和測(cè)量過程中沒有及時(shí)的反饋，這種開環(huán)過程可能導(dǎo)致無效測(cè)量，也可能導(dǎo)致因潛在數(shù)據(jù)丟失和獲得點(diǎn)

2、云的離群而產(chǎn)生重構(gòu)曲面質(zhì)量較差。
　　 本文在對(duì)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)目前自動(dòng)測(cè)量大多采用等間距采樣，而不能根據(jù)曲面曲率變化自適應(yīng)安排測(cè)量點(diǎn)的問題，提出了基于五次Bézier曲線的曲率連續(xù)自適應(yīng)測(cè)量方法，并用LK-DMIS編程實(shí)現(xiàn)了該方法的實(shí)際測(cè)量，使得測(cè)量點(diǎn)的分布能隨曲率的變化而變化，盡量做到每個(gè)測(cè)量點(diǎn)都是特征點(diǎn)，降低測(cè)量信息的冗余度，便于后續(xù)測(cè)量數(shù)據(jù)處理及其曲面重構(gòu)。通過與圓弧插值法和多項(xiàng)式預(yù)測(cè)法等已有自適應(yīng)

3、測(cè)量方法的測(cè)量結(jié)果比較，以及與三次、四次Bézier自適應(yīng)測(cè)量方法的測(cè)量結(jié)果比較，最終證明了基于五次Bézier曲線的曲率連續(xù)自適應(yīng)測(cè)量方法的有效性和精確性。
　　 針對(duì)不同的型值點(diǎn)分布情況，分別比較了準(zhǔn)均勻和非均勻B樣條曲面的重構(gòu)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)對(duì)于非均勻型值點(diǎn)，應(yīng)用非均勻B樣條曲面重構(gòu)的方式進(jìn)行重構(gòu)可得到較好的效果，如果應(yīng)用準(zhǔn)均勻B樣條曲面進(jìn)行重構(gòu)，可能會(huì)影響重構(gòu)效果。基于本文所研究的曲面重構(gòu)數(shù)據(jù)呈非均勻分布，提出了非均勻B樣條曲

4、面重構(gòu)方法，并用Visual C++結(jié)合OpenGL實(shí)現(xiàn)了該方法的軟件模塊設(shè)計(jì)。通過對(duì)幾個(gè)自由曲面的實(shí)際曲面重構(gòu)，驗(yàn)證了該曲面重構(gòu)方法的有效性、精確性和快速性。
　　 本文結(jié)合自適應(yīng)測(cè)量方法和非均勻B樣條曲面重構(gòu)方法，提出建立一個(gè)測(cè)量-建模閉環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用CMM自適應(yīng)測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)對(duì)自由曲面的快速而有效地測(cè)量，得到初始曲面數(shù)據(jù)。而后利用測(cè)量-建模軟件系統(tǒng)自動(dòng)生成初始的非均勻B樣條曲面，并在曲面上自動(dòng)獲取一定數(shù)量的檢測(cè)點(diǎn)，并生成