零件逆向工程中的精度控制研究.pdf

1、本文以零件逆向工程為研究對(duì)象，研究影響零件逆向工程精度的相關(guān)因素。本文從工程實(shí)際出發(fā)，以經(jīng)過(guò)反求設(shè)計(jì)與制造的零件可直接應(yīng)用于生產(chǎn)一線(xiàn)為目標(biāo)，對(duì)零件反求設(shè)計(jì)與制造中的精度控制問(wèn)題進(jìn)行了深入和系統(tǒng)的研究，重點(diǎn)研究了復(fù)雜內(nèi)腔零件采用工業(yè)CT方式測(cè)量的數(shù)據(jù)采集與處理，以及含自由曲面的零件采用激光掃描方式測(cè)量的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、三維模型重構(gòu)及反求制造的精度問(wèn)題，提出了一些新的思路和方法，并用實(shí)例進(jìn)行了驗(yàn)證。論文主要內(nèi)容和成果如下： 研究

2、了零件原型數(shù)據(jù)采集的精度控制問(wèn)題，提出了用工業(yè)CT技術(shù)對(duì)復(fù)雜內(nèi)腔零件進(jìn)行斷層測(cè)量的特征采樣法，通過(guò)截面采樣和路徑采樣獲得零件的特征信息，有助于提高測(cè)量效率和測(cè)量精度。針對(duì)激光三角法測(cè)量存在的問(wèn)題，本文提出了零件自由曲面測(cè)量的表面噴涂、確定多視對(duì)齊特征、確定掃描方向的測(cè)量規(guī)劃。 研究了零件原型數(shù)據(jù)處理的精度控制問(wèn)題，對(duì)用工業(yè)CT技術(shù)采集的零件原型斷層截面數(shù)據(jù)進(jìn)行矢量化處理，提出有效提高零件原型斷層截面圖像信噪比，增強(qiáng)其邊緣信息，又

3、提高濾波速度的分級(jí)加權(quán)濾波法；提出可對(duì)零件原型斷層截面二值圖像進(jìn)行快速亞像素級(jí)輪廓線(xiàn)提取的單元提取法；采用基于曲率累加線(xiàn)的方法檢測(cè)輪廓線(xiàn)特征點(diǎn)。對(duì)采用激光三角法掃描測(cè)量獲得的零件數(shù)據(jù)點(diǎn)云，采用基于空間點(diǎn)、直線(xiàn)、平面、圓、球面等局部特征的多視對(duì)齊法，對(duì)齊精度高、速度快；對(duì)于基于三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的多視對(duì)齊，給出了減少誤差的三個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)選擇原則。 研究了零件基本特征重構(gòu)和自由曲面重構(gòu)的精度控制問(wèn)題。對(duì)于零件特征重構(gòu)，提出了根據(jù)零件基本特征生成

4、特性從零件約束優(yōu)化模型中提取拉伸運(yùn)動(dòng)路徑和旋轉(zhuǎn)軸的方法，給出了建立零件基本特征局部坐標(biāo)系與創(chuàng)建基本特征截平面的的原則，從而減少了零件三維模型重構(gòu)的誤差。對(duì)于零件自由曲面重構(gòu)，針對(duì)激光三角法掃描測(cè)量獲得的零件點(diǎn)云比較密集的特點(diǎn)，采取了先用三次均勻B樣條曲線(xiàn)進(jìn)行插值，然后用三次均勻B樣條插值函數(shù)計(jì)算特征點(diǎn)曲率的方法，減少了局部測(cè)量數(shù)據(jù)誤差的影響；對(duì)于特征點(diǎn)的提取采用根據(jù)偏差閾值和曲率雙判斷的方法，對(duì)于復(fù)雜特征線(xiàn)則采用分段擬合的方法，以保證精