課程結(jié)業(yè)(論_文)-逆向工程技術(shù)與應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-02-03 01:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的主要不足，而破壞式方法相對來說精度較高，但不宜用于單件或貴重零件的測量，而且花費時間較長。 先進(jìn)制造技術(shù)課程結(jié)業(yè) 論文 第 3 章 表面數(shù)字化技術(shù) 5 由于 CMM 的測量精度與視覺方法在測量速度以及范圍方面的優(yōu)勢，基于 CMM與視覺方法集成的數(shù)字化方法也格外受到學(xué)者們的重視。其基本思路是先由視覺系統(tǒng)提供一個被測物體的初始整體模型，再由該模型引導(dǎo) CMM 進(jìn)行有針對性的測量，從而提高 CMM 的測量效率以及彌補視覺技術(shù)再精度方面的不足。 先進(jìn)制造技術(shù)課程結(jié)業(yè) 論文 第 4 章 CAD 模型重建技術(shù)與軟件 6 4 CAD 模型重建技術(shù)與軟件 逆向工程三維 CAD 模型重建后續(xù)產(chǎn)品加工制造、快速成型、工程分析喝產(chǎn)品再設(shè)計的基礎(chǔ)，其目標(biāo)是根據(jù)離散的數(shù)據(jù)點集構(gòu)造出一段光滑、連續(xù)的 CAD 模型，因此，模型重建技術(shù)是逆向工程的關(guān)鍵技術(shù) 。在實際的產(chǎn)品中，只由一張曲面構(gòu)成的情況不多，產(chǎn)品形面往往由多張曲面混合而成。因此在曲線、曲面擬合之前還要進(jìn)行的工作是數(shù)據(jù)分割。由于組成曲面類型的不同， CAD 模型重建的一般步驟為：先根據(jù)幾何特征對點云數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，然后分別對各個曲面片進(jìn)行擬合，再通過曲面的過度、相交、裁剪、倒圓等手段，將多個曲面“ 縫合”成一個整體，即重建的 CAD 模型。 測量數(shù)據(jù)分割完成后，根據(jù)曲面造型方法的不同，分為基于曲線的曲面造型方法和基于測量點的曲面造型方法。 基于曲線的曲面重建方法的原理是在數(shù)據(jù)分割的基礎(chǔ)上，首先由測量點插值或擬合組成曲面的網(wǎng)格樣條曲線，再利用放樣、混合、掃描等曲面造型功能進(jìn)行曲面重建，最后通過延伸。求交、過渡、裁剪等操作，將各曲面片拼接或縫合成整體的復(fù)合曲面模型。 基于測量點的曲面重建方法的原理是直接建立滿足對數(shù)據(jù)點的插值或擬合曲面，既能處理規(guī)則點也可直接擬合散亂點。對于大量數(shù)據(jù)點，支持曲面對點的最佳 擬合。曲面一般選取 B 樣條表示，在曲面重建中，能夠構(gòu)造出標(biāo)準(zhǔn)的 B 樣條曲面。 基于斷層數(shù)據(jù)的表面重建方法最早采用基于輪廓線的描述方法，后經(jīng)發(fā)展，形成了如平面輪廓的三角形算法、基于表面輪廓的 Delaunay 等多種算法 ?；诒砻娴膬?yōu)點是可以采用比較成熟的計算機圖形學(xué)的方法進(jìn)行顯示，計算量小，運行速度快，借助于專業(yè)硬件支持，可以實現(xiàn)實時顯示，但表面重建需要首先對斷層圖像進(jìn)行分割以提取出斷層數(shù)據(jù)，由于目前分割技術(shù)所限，缺少準(zhǔn)確有效的方法，在分割時細(xì)節(jié)信息容易丟失。 伴隨這逆向工程及其相關(guān)技術(shù)理論研究的深入進(jìn)行，其成 果的商業(yè)應(yīng)用也日漸受到重視，涌現(xiàn)出了大量的商業(yè)化逆向工程 CAD 建模系統(tǒng)。當(dāng)前，市場上提供了逆向建模功能的軟件達(dá)數(shù)十種之多，但大致可以分為兩類：一是專用的逆向軟件，如Imageware、 Geomagic、 Polyworks、 CopyCAD、 ICEMSurf 和 REsoft 等，如 PTC 的Pro/scantools 模塊、 UG 的 Point cloudy 功能等。一般，無論是專用的逆向軟件，還是提供逆向模塊的正向 CAD/CAM/CAE 軟件，在整個逆向工程的 CAD 模型建構(gòu)上，都還不具體優(yōu)秀而有理想通用的處理能力，在當(dāng)前 的逆向 CAD 建模中，結(jié)合實際中不同需求的逆向特點，將通用型 CAD/CAM 軟件與逆向軟件相結(jié)合，是有效解決曲面重建工程問題的重要方法。先進(jìn)制造技術(shù)課程結(jié)業(yè) 論文 第 5 章 基于 STL模型的逆向工程實體建模 7 5 基于 STL 模型的逆向工程實體建模 模型是以三角形集合來表示物體外輪廓形狀的幾何模型 。在實際應(yīng)用中對 STL 模型數(shù)據(jù)是有要求的，尤其是在 STL 模型廣泛應(yīng)用的 RP 領(lǐng)域，對 STL 模型數(shù)據(jù)均需要經(jīng)過檢驗才能使用。這種檢驗主要包括兩方面的內(nèi)容： STL 模型數(shù)據(jù)的有效性和 STL 模型封閉性檢查。有效性檢查包括檢查模型是否存在裂隙、孤立邊等幾何缺陷；封閉性檢查則要求所有 STL 三角形圍成一個內(nèi)外 封閉的幾何體。文中討論的 STL 模型重建技術(shù)中的 STL 模型，均假定已經(jīng)進(jìn)行有效性和封閉性測試，是正確有效的 STL 模型。 由于 STL 模型僅僅記錄了物體表面的幾何位置信息，沒有任何表達(dá)幾何體之間關(guān)系的拓?fù)湫畔?，所以在重建實體模型中憑借位置信息重建拓?fù)湫畔⑹鞘株P(guān)鍵的步驟。另一方面，實際應(yīng)用中的產(chǎn)品零件（結(jié)構(gòu)件）絕大多數(shù)是由規(guī)則幾何形體（如多面體、圓柱、過度圓弧）經(jīng)過拓?fù)溥\算得到，因此對于結(jié)構(gòu)件模型的重構(gòu)來講拓?fù)潢P(guān)系重建顯得尤為重要。實際上，目前 CAD/CAM 系統(tǒng)中常用的 Brep 模型即是基于這種邊界表示的基本幾 何體素布爾運算表達(dá)的。 因此 STL 模型重建的過程如下：首先重建 STL 模型的三角形拓?fù)潢P(guān)系；其次從整體模型中分解出基本幾何體素；重建規(guī)則幾何體素；然后建立這些幾何體素之間的拓?fù)潢P(guān)系，最后中間整個模型。 三角形拓?fù)潢P(guān)系重建 STL 模型中僅僅包含產(chǎn)品的幾何位置信息，而且 STL 中的三角形頂點是重復(fù)記錄的，其重復(fù)度為 N（ N 為以該點為頂點的三角形數(shù)目）。為了再后續(xù)步驟中提高運算效率，有必要首先去除冗余數(shù)據(jù)，提高存儲和運算效率 ，同時建立 STL 模型三角形拓?fù)潢P(guān)系，即建立三角形的邊信息結(jié)構(gòu)，記錄每條邊的左右三角形。 考慮到排序運算的效率，我們采用雙向鏈表的方式記錄每一條邊的左右三角形信息。 三角型拓?fù)潢P(guān)系的建立不
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