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逆向工程灯罩曲面的测量与重构

在比较详细介绍了曲面三维测量技术与设备的基础上,通过光学三维扫描技术对灯罩实体曲面模型进行了快速扫描,从而获得灯罩的点云数据:对于曲面重构方案、造型阶段与处理软件Geo—magicStudio软件作了较为详细介绍,最终通过GeomagicStudio软件的三大处理阶段获得灯罩曲面模型,为灯罩零件后续的三D模型的创建和改进提供了基础。

逆向工程灯罩曲面的测量与重构 袁根华 (广州工程技术职业学院机电工程系) 摘要:比较详细介绍了曲面三维测量技术与设备的基础上,在通也没有测头半径三维补偿问题,因而特别适合于采集那些过光学三维扫描技术对灯罩实体曲面模型进行了快速扫描,从而获质地柔软或弹塑性材料制成的零件的相关数据。

得灯罩的点云数据:对于曲面重构方案、型阶段与处理软件 G o 造 e— ma i t do软件作了较为详细介绍,终通过 Ge ma i t do软 gc u i S最 o gc u i S

12光为介质的非接触式数据采集方法 .光为介质的非接触式数据采集方法通常具有数据采件的三大处理阶段获得灯罩曲面模型,灯罩零件后续的三 D模型为集速度快、精度高,除了由测量摩擦力和接触压力造成排的创建和改进提供了基础。 避免了接触式测头与被测表面由于曲率干涉关键词:罩零件曲面测量曲面重构 G o gc tdo软件的测量误差,灯 e ma i u i S产生的伪点:得的密集的数据点云,大限度地反映被能最逆向工程 (e es n ie r g,称反求工程,传 R v re E gn ei )又 n与因而光学原理的方法来采集数据的方统的产品设计制造——从概念设计到图样设计,再制造出测表面的真实形状, 法在当今逆向工程中获得了大量的应用。 产品,之为正向工程 (顺向工程)反,称或相它起源于精密测 13天远三维光学扫描设备的构成及数据采集 .量,是将已有实物模型或产品模型转化为工程设计的 C AD天远三维光学扫描仪是北京天远三维科技有限公司模型,别适合于复杂的三维曲面的测量与重构。特可在此基具有自主知识产权的非接触光学础上对已有实物或者产品进行分析、改造、再设计”是在已与清华大学联合开发的、 ,三维扫描仪,基于结构光法原理进行数据的采集。 有设计基础上的再设计,集测量技术、算机软硬件技是计 1 .系统关键操作 .1 3术、代产品设计与制造技术的综合应用技术。现 摄像机定标。摄像机定标是得到三维世界中物体点的 1曲面的测量逆向工程技术要从现有实体模

型进行再模仿和改进三维坐标与其图像上对应点的函数关系的过程。摄像机定 设计,首先必须对于现有实体模型或者油泥模型进行测标的精度是决定系统扫描精度的重要因素。通过改变标定块位置与角度或者是摄像机上下的位量,因此曲面数据的采集是逆向工程的最重要的步骤和工置与角度,标定块光点拍摄六次,将点位置定标完成之后作内容。只有曲面的三维点云数据通过各种数据采集设备从采集测量到后,能根据点云数据进行曲面的重构和三 D把定标块翻到背面拍摄三次进行平面位置定标,而建立才 起默认的空间座标系。 模型的再创建 。标志点设定与拼接。志点拼接扫描是利用两次拍摄标 11曲面数据采集方法及其特点 .之间的公共标志点信息来对实现两次拍摄的数据的拼接。 曲面数据的采集方法大致可分为两大类,一种是接触要对待测物体进行分析,需要、在合适的位式测量,另一种是非接触式测量,是按照被测量工件与使用标志点前,这置上贴上标志点,通过多次的扫描及拼接得到需要的数测量设备仪器在具体测量过程中是否相接触来进行的一 种基本分类方法,外根据测量原理等的不同,此在基本分据。标志点贴法有如下注意事项:标志点只能贴在物体平面部分上,果贴在不是平面如类基础上还可细分出一些不同的曲面数据采集测量方法。 曲面测量时,量数据的准确性、测方便性、快捷性是衡部分,会产生较大的误差。 量比较测量方法的优劣的主要指标。果需要高精度的数如每两次扫描的公共标志点个数要不少于 4个,如果公据采集,触式测量是最佳的选择,但接触精度高抗干共标志点个数少于 4个,接不那么系统会提示拼接错误。 扰性好,操作也简便,总体的测量成本不高:但是接触式测 132灯罩零件点云数据的测量 .. 量由于存在工件与测量设备之间的接触产生的接触压力, 灯罩工件是一个完全均匀的薄臂曲面工件,而只需因使得对于某些质地柔软的零件必然产生较大的测量误差,要实测出灯罩工件三维曲面的外部数据点云,曲面重构

且测头半径三维补偿问题仍然存在。而在非接触式测量软件上重构外部曲面后,壳加厚就可以形成工件的三 D抽 中,为测量设备与实测工件间,头与工件间是处于少实体模型,而简化了测量过程。以下是利用天远三维测因测从

接触或者完全正确不接触,仅仅通过中间介质如:光,激声量系统完成并输出的灯罩 A C点云文件格式一灯罩的点 S波,电磁场等来传递信息,几乎不存在接触力的问题,同时云数据图。 (接第 2 8页 )上 8 2 1 (2 . 0 0 ) 2 5结束语【】小粉,妮, 2张淮白璃 .于 S l wo k基 oi rs气动卡盘结构设计及装 d S l W ok, oi d rs非常适用于产品设计不仅仅是一种作图 配【】值工程 .0 (4. J_价 2 1 0) 2 工具,更是一套功能强大的三维设计软件。在 S l Wo k oi d rs【】莹,小粉,妮 .目驱动教学法在高职模具专业的应用 3金张淮项中,真正发挥 S l W ok oi d rs在机械设计中的强大功能,同一

J 2 1 0) 2 个零件可以有很多不同的生成方法,有不断地总结才能与研究【】装备制造技术 .0 (2 .只作者简介: 提高自己的使用水平。

参考文献:

贾瑞匣 (9 9,,北保定人,教,士,要从事三维 1 7 -)女河助学主

【】妮,小粉, 1淮张白踽 .板类零件夹具的设计【】值工程 C薄 J.价 AD软件应用的研究 28 9

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