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2008-09-26 14:52 |
基于三坐標(biāo)測量機(jī)的曲面逆向工程研究
本文將介紹一種基于某三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行的曲面逆向工程研究，并以Pro/E的Pro/SCANTOOLS為例，簡單地展示了應(yīng)用效果。 mp&Le YYn
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引言 #Pb7E L#c
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在產(chǎn)品開發(fā)和制造過程中，己廣泛使用計(jì)算機(jī)幾何造刑技術(shù)，但是仍有許多產(chǎn)品，由于種種原因最初并不是由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模刑描述的，設(shè)計(jì)和制造者面對的是實(shí)物樣件。為了適應(yīng)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，需要通過一定途徑將實(shí)物樣件轉(zhuǎn)化為CAD模型，以期利用計(jì)算機(jī)輔助制造、快速原形制造工具、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)對其進(jìn)行處理或管理。目前，與這種從實(shí)物樣件獲取產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型相關(guān)的技術(shù)，己發(fā)展為CAD/CAM系統(tǒng)中的一個相對獨(dú)立的分支，即“逆向工程”，或稱反向工程、反求工程。 o 1fyNzq<
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1 技術(shù)路線 '0'"k2"vC
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在本項(xiàng)目中，筆者開發(fā)了相關(guān)程序模塊，利用三坐標(biāo)測量機(jī)采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)；然后利用自行開發(fā)的格式轉(zhuǎn)換器將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成IGES數(shù)據(jù)格式；最后利用逆向設(shè)計(jì)軟件處理點(diǎn)云，得到相關(guān)的幾何型面，用于后續(xù)的設(shè)計(jì)。 ef;& Y>/
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1.1 點(diǎn)云采集 J9b?}-O)
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通過觸發(fā)式數(shù)據(jù)采集方法，利用EOS544三坐標(biāo)測量機(jī)和MH20i手動測頭，在三坐標(biāo)測量機(jī)測量軟件WinMeil Plus提供的二次開發(fā)平臺下，針對不同的情況開發(fā)獨(dú)立點(diǎn)掃描、曲線掃描和曲面掃描3個程序塊完成點(diǎn)云采集。 OH-~
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1.1.1 硬件條件 +P>
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三坐標(biāo)測量機(jī)是綜合利用精密機(jī)械、微電子、光柵和激光干涉等先進(jìn)技術(shù)的測量儀器。利用x、y、z3個相互垂直的坐標(biāo)軸，組成三 維參考系，利用導(dǎo)軌上裝有的位移測量系統(tǒng)，和裝在z軸上的三維電子探頭，可在空間各方向?qū)?fù)雜零件如箱體、模具、外殼、發(fā)動機(jī)零件的尺寸、形狀和相互位置，進(jìn)行高精度和高效率的測量。而且可通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)整個測量過程和數(shù)據(jù)處理的程序化。其測量精度高、通用性好，被廣泛用于機(jī)械制造、電子工業(yè)、汽車工業(yè)、航空及國防工業(yè)等。在本項(xiàng)目中，筆者利用EOS544三坐標(biāo)測量機(jī)配置MH20i手動測頭在Winmeil Plus通用測量軟件的平臺下完成數(shù)據(jù)采集。 xo)?XFM2
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1.1.2 點(diǎn)云采集程序模塊 j]F#p R}p
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Winmeil Plus是EOS544三坐標(biāo)測量機(jī)的基本測量和控制軟件，它運(yùn)行于WINDOWS2000之下,軟件兼有易用性和靈活性，可應(yīng)用于手動和自動測量機(jī),并支持單臂和雙臂測量配置。Winmeil Plus用戶界面友好，采用WINDOWS菜單模式，并具有豐富的編程語言，為用戶二次開發(fā)和特殊應(yīng)用編程提供了開放性。編程語言豐富，包括元素測量、數(shù)據(jù)輸出、文件操作、算術(shù)計(jì)算和邏輯運(yùn)算。 sw qky5_K
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在本項(xiàng)目中，在Winmeil Plus通用測量軟件的平臺下，利用其自學(xué)習(xí)功能，開發(fā)了獨(dú)立點(diǎn)掃描、曲線掃描和曲面掃描3個程序塊完成點(diǎn)云采集。 {HRxyAI!
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(1)獨(dú)立點(diǎn)采集 8|jX ~f
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該程序模塊用于測量機(jī)手動進(jìn)行點(diǎn)采集。主要用于簡單形體零件的關(guān)鍵點(diǎn)采集和邊界點(diǎn)采集。 &PQ{e8w
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(2)線采集程序 C1P t3
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該程序模塊主要用于回轉(zhuǎn)體零件輪廓點(diǎn)云采集或簡單型面零件的點(diǎn)云采集。 y/sWy1P7
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(3)面采集程序 fssL'DD
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該程序模塊主要用于不規(guī)則曲面點(diǎn)云的采集。 e2h
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