汽车钣金件逆向工程中数据分层处理技术研究及应用

摘要

逆向工程技术是随着计算机技术和数据测量技术的发展而迅速发展起来的一门新兴学科技术。也是将汽车模型等实物模型数字化的重要方法，通过逆向工程建立汽车车身的数字模型，可方便地应用于车身设计，车身刚度分析，车身覆盖件模具制造等方面，它的出现，改变了原来CAD系统中从图纸到实物的设计模式，为产品的迅速开发以及快速原型化设计提供了一条新的途径。样件的三维数据获取是逆向工程的第一步，从以知的采样数据点出发，实现复杂曲面的建模、改进、制造。
　　 随着测量设备的数字化，自动化，精度程度的不断提高，模型的测量数据呈快速增长趋势。目前一般的激光测量设备可以从产品表面轻易获取数十万甚至几百万的测量数据。如此大量的测量数据不仅加大了系统的负荷，而且大大降低了后续处理的效率。因此在抽象建模之前，对点云数据进行预处理显得尤其重要。
　　 为了获得理想的点云数据，以及光顺、精确的反求曲面，将大量层叠的钣金件点云数据转化为曲面会消耗大量的时间，产生比较大的形状误差，还必须要有专业的建摸技术人员来构建，而且分层的点云数据不能够用来快速成型产品。
　　 本文在全面分析国内外逆向工程领域研究现状的基础上，对反求数据处理中的优化问题进行了研究，把逆向工程CAD建模中数据处理作为研究重点。具体内容如下：
　　 提出并系统研究了一种新的模型构建的有效切片方法，这种方法能够将这些分层的点云沿同一个方向切片，由这些切片出的点云来建立多边形曲线，这样就减小了人工处理所带来的形状误差，而且这个分割曲线可以用来直接进行快速成型产品的加工。该方法直接对点云进行操作，不需要重建曲面网格，因此误差较小。
　　 最后，将本文研究的数据分层处理技术应用于汽车钣金零部件产品，对一款汽车白车身以及摩托车覆盖件进行了分层处理。并且将处理后构建的模型进行检测，证明该方法的有效性。处理后的数据满足了企业的设计需求，为企业节约了制造成本，并提高了模具的制造效率。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究背景

1.2逆向工程的内涵及特征

1.2.1逆向工程的内涵

1.2.2逆向工程与正向工程的区别

1.3逆向工程技术的应用领域

1.4逆向工程技术的国内外发展现状

1.4.1数据测量的研究现状

1.4.2数据处理的研究现状

1.4.3模型重构的研究现状

1.4.4模型检测的研究现状

1.5本论文的研究目的与研究内容

1.5.1本文研究目的

1.5.2论文的主要研究内容和安排

1.6本章小结

2基于逆向工程的汽车钣金件数据测量和数据处理技术

2.1基于逆向工程的汽车钣金件数据测量技术

2.1.1基于逆向工程的汽车钣金件数据测量技术的特点

2.1.2基于逆向工程的汽车钣金件数据测量的方法和流程

2.1.3基于逆向工程的汽车钣金件数据测量实现

2.2基于逆向工程的汽车钣金件数据测量问题的提出

2.2.1反求工程中汽车钣金件点云数据采集的工作特点

2.2.2实际应用中问题的提出

2.3基于逆向工程的汽车钣金件数据处理技术

2.3.1基于逆向工程的汽车钣金件数据处理的特点

2.3.2基于逆向工程的汽车钣金件数据处理的方法和流程

2.3.3基于逆向工程的汽车钣金件数据处理实现

2.4本章小结

3层叠点云切片方法的描述

3.1层叠点云切片方法的提出

3.2二维多边形的构建

3.2.1直边曲线构建

3.2.2斜边构建

3.2.3倒角部分构建

3.3本章小结

4基于逆向工程的汽车钣金件模型重构和检测技术

4.1基于逆向工程的汽车钣金件曲面重构方法

4.1.1基于曲线的曲面重构方法

4.1.2曲面片直接拟合的曲面重构方法

4.2基于逆向工程的汽车钣金件曲面重构方法的特点

4.3基于逆向工程的汽车钣金件曲面重构方法的选择依据

4.4基于逆向工程的汽车钣金件模型重构的方法和流程

4.5基于逆向工程的汽车白车身模型重构的实现

4.6基于逆向工程的汽车钣金件检测技术

4.6.1基于逆向工程的汽车钣金件模型检测的目的

4.6.2已有模型检测方法及其弊端

4.6.3基于逆向工程的汽车钣金件模型检测的方法及特点

4.7本章小结

5应用实例

5.1汽车钣金零部件应用实例

5.2摩托车覆盖件应用实例

5.3本章小结

6结论

致 谢

参考文献

附 录