逆向工程模型重构及工程应用若干问题的研究

摘要

逆向工程作为一种新产品开发与消化、吸收先进技术的重要手段，受到了各国工业界和学术界之高度重视。逆向工程能够缩短新产品开发周期、降低成本、提升产品自主开发能力。为此，本文对逆向工程模型重构及工程应用若干问题进行了深入的研究与探讨。
　　首先，研究了逆向工程复杂曲面数字化测量的关键技术，分别对表面数字化方法、半径补偿、测量分块规划和基于特征的路径规划进行了探讨。研究了基于Global Classic9128型三坐标测量机的复杂产品型面零件的数字化测量方法，提出了一种可以同时提高物体表面测量速度和精度的复合测量方式。
　　然后，研究了逆向工程测量数据的异常点剔除、多视对齐、平滑、精简和分块等预处理技术，在弦偏差法和角偏差法的基础上，提出了基于扫描线的三维激光扫描数据的精简算法。并利用Matlab平台实现了对扫描线点云进行逐线精简。提出了一种任意数据点的曲率估算方法，并分析了基于此曲率估算的数据分块方法。
　　最后，研究了逆向工程曲面模型重建技术，包括Bezier、B样条、NURBS曲线曲面的基本理论、基本性质、拟合方法和精度、光顺度分析方法等。并通过某型航空叶片等三个基于UG/Imageware的模型重构实例论证了模型重构方法以及表面数据采集和预处理方法的有效性。另外，给出了某型座椅调节器零件的SLS快速原型制造实例。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2研究背景和意义

1.3国内外研究现状

1.4本文主要研究内容

第二章 复杂曲面的数字化测量

2.1引言

2.2表面数字化系统概述

2.3复杂曲面数字化测量规划

2.4表面数字化测量实例

2.5本章小结

第三章 测量数据预处理技术

3.1数据分类

3.2多视点云对齐

3.3异常点处理

3.4数据平滑

3.5基于扫描线的三维激光扫描数据精简算法研究

3.6数据分块

3.7本章小结

第四章 曲面模型重建技术及光顺

4.1曲面模型重建的基本理论

4.2 Bézier曲线曲面

4.3 B样条曲线曲面

4.4 NURBS曲线曲面

4.5曲线曲面的光顺性分析

4.6基于UG/Imageware的重构数模品质分析

4.7本章小结

第五章 三维数模重建技术的应用实例

5.1某型航空发动机叶片的三维数模重构

5.2某型包装机用进口凸轮三维实体重构

5.3某型座椅调节器的三维实体重构及其快速原型制造

5.4本章小结

第六章 结论和展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

附录