復(fù)雜箱體的數(shù)字化測(cè)量與逆向設(shè)計(jì).pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，在制造業(yè)領(lǐng)域，人們對(duì)產(chǎn)品的外形設(shè)計(jì)、制造質(zhì)量及檢驗(yàn)精度的要求越來(lái)越高，使數(shù)字化測(cè)量與逆向設(shè)計(jì)技術(shù)在產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，數(shù)字化的測(cè)量、設(shè)計(jì)、制造之間的聯(lián)系越來(lái)越緊密，它們構(gòu)成了產(chǎn)品制造生產(chǎn)的閉環(huán)數(shù)字鏈，滿足了現(xiàn)代制造業(yè)對(duì)系統(tǒng)高度集成的要求。數(shù)字化測(cè)量與逆向設(shè)計(jì)技術(shù)在保證產(chǎn)品質(zhì)量與提高生產(chǎn)效率方面起著越來(lái)越重要的作用。本文研究了復(fù)雜箱體鑄件的數(shù)字化測(cè)量與逆向設(shè)計(jì)的一些關(guān)鍵的技術(shù)：數(shù)字化測(cè)量的方法、數(shù)據(jù)

2、處理方法、曲面重構(gòu)方法與模型精度評(píng)價(jià)技術(shù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)于數(shù)字化測(cè)量，分析了復(fù)雜箱體的內(nèi)外形結(jié)構(gòu)特征，采用了基于轉(zhuǎn)站測(cè)量的三維激光掃描方式對(duì)箱體外表面進(jìn)行了測(cè)量，獲取了箱體外表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；提出了一種基于石膏模型的箱體內(nèi)腔的數(shù)字化測(cè)量方法，完成了對(duì)箱體內(nèi)腔的測(cè)量，獲取了箱體內(nèi)腔表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；利用了基于特征點(diǎn)匹配的數(shù)據(jù)融合方法完成了箱體外表面點(diǎn)云與內(nèi)腔點(diǎn)云的數(shù)據(jù)融合，獲得了完整的復(fù)雜箱體內(nèi)外表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)。⑵在數(shù)據(jù)處

3、理方面，分析了測(cè)量噪聲點(diǎn)產(chǎn)生的原因，研究了點(diǎn)云的去噪與精簡(jiǎn)方法；針對(duì)復(fù)雜箱體點(diǎn)云數(shù)據(jù)的去噪提出了基于空間單元格的快速k鄰域搜索方法，并獲得了較好的噪聲去除效果；分析了不同數(shù)據(jù)類型的精簡(jiǎn)處理方法，提出了將曲率采樣和均勻采樣相結(jié)合的混合精簡(jiǎn)方法對(duì)復(fù)雜箱體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行了精簡(jiǎn)處理；并驗(yàn)證了所提出的數(shù)據(jù)去噪與精簡(jiǎn)算法的有效性且獲得了良好的處理結(jié)果。⑶在曲面重構(gòu)的過(guò)程中，針對(duì)復(fù)雜箱體的曲面重構(gòu)，研究了曲線擬合造型與曲面擬合造型，并對(duì)曲線、曲面光順

4、的方法進(jìn)行了研究分析；根據(jù)復(fù)雜箱體的內(nèi)外表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)重構(gòu)了該箱體的三維 CAD模型。通過(guò)求取各數(shù)據(jù)點(diǎn)至重構(gòu)模型表面的垂直距離而獲取了復(fù)雜箱體重構(gòu)模型的精度，得出了箱體重構(gòu)模型表面的誤差分布情況，驗(yàn)證了曲面重構(gòu)的質(zhì)量，完成了重構(gòu)模型精度的評(píng)價(jià)。⑷通過(guò)對(duì)復(fù)雜箱體鑄件的數(shù)字化測(cè)量與逆向設(shè)計(jì)的研究，重構(gòu)了復(fù)雜箱體的三維數(shù)字化模型并完成了該模型的精度評(píng)價(jià)，這些工作有利于箱體鑄模的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并為箱體鑄件的加工制造提供了有益的參考，具有一定實(shí)際應(yīng)用價(jià)