回转体机械零件图的自动识别及三维模型成型技术研究

摘要

由于目前先进设计制造技术的需要，零件的三维模型的作用越来越重要，对于目前已存在的零件图纸，由工程图纸到三维模型的过程需要企业花费大量的人力去完成。机械零件图的自动识别及三维模型成型技术就是将机械零件工程图纸通过矢量化方法提取出有用图元特征，保存为计算机辅助设计制造软件能识别的通用矢量格式DXF，并在Pro/E二次开发的基础上快速准确地生成模型的过程。
　　 本文主要研究回转体机械零件图的自动识别及三维成型技术，深入分析了现有矢量化技术及Pro/E二次开发技术发展情况，提出了基于Pro/TOOLKIT应用程序的工程图纸到零件三维模型成型的方法，首先通过二值化、综合形态学去噪、中值滤波、细化等方法得到图像中成型三维模型最重要的轮廓信息，利用Hough变换检测出线段及圆弧，在线段端点及长度的确定过程中结合π/2线，不仅提高了线段检测的运算速度，而且降低了碎线段发生的概率，识别图形的过程中表现出的良好鲁棒性及线段的正规性是后续的零件三维模型生成的良好基础，对圆弧的识别中应用了随机Hough变换，有效减少了程序运行的时间。系统还完成了对识别出的图形编辑修改及DXF文件的保存。
　　 零件的三维模型成型主要利用了Pro/E三维软件的模型成型优势，对识别出的矢量文件打开实现回转体特征的成型，在零件细节特征上，本文制作了回转体零件的细节特征用户自定义特征库，使用的过程中选择不同特征放置于模型上即可，通过设定自定义特征的可变尺寸可实现不同尺寸特征的放置。
　　 最后本文研究了基于Pro/TOOLKIT二次开发的参数化设计方法，以已存在的零件模型为样板，实现了不同零件的同一系统的参数化设计，可以很大程度地提高复杂零件的设计效率。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、注释表

声明

第一章绪论

1.1课题的来源

1.2课题的研究目的及意义

1.3机械零件图的三维重构技术发展状况

1.3.1工程图自动识别的发展状况

1.3.2Pro/E的使用发展状况

1.4论文的主要内容

第二章系统的总体方案设计及关键技术

2.1系统的需求分析

2.2系统的结构组成

2.3Pro/E二次开发简介

2.4Pro/TOOLKIT二次开发的关键技术

2.4.1Pro/TOOLKIT源程序编写

2.4.2Pro/TOOLKIT编译、链接、注册、卸载

2.4.3注册文件编写

2.4.4菜单的设计

2.4.5应用程序的调用

2.5本章小结

第三章图像预处理及矢量化

3.1图像的灰度化处理

3.2图像二值化

3.2.1固定阀值法

3.2.2自适应阀值法

3.3图像的平滑去噪

3.3.1数学形态法去噪

3.3.2邻域平均法

3.3.3中值滤波法

3.4图像的细化

3.5图像的矢量化

3.5.1 Hough变换

3.5.2矢量化实验结果

3.6矢量图的编辑修改

3.7DXF文件保存和读取

3.8本章小结

第四章三维模型的生成

4.1三维模型的生成

4.2自定义特征库的制作

4.3模型的参数化设计

4.4本章小结

第五章总结与展望

5.1本文的主要研究工作

5.2不足与展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文