基于逆向工程的汽車尾燈罩曲面重構(gòu)與數(shù)控加工研究.pdf

1、逆向工程是基于三維數(shù)字化測量，由實物模型或樣件獲取CAD模型的技術(shù)。相對于傳統(tǒng)正向設(shè)計，逆向工程不僅是對先進產(chǎn)品技術(shù)吸收、消化和創(chuàng)新的重要手段，而且為復雜曲面零件的設(shè)計與制造提供了快速和有效的途徑。本文以某汽車尾燈罩零件為例，研究其數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、曲面重構(gòu)和數(shù)控加工的關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了逆向工程中復雜曲面設(shè)計與加工的一體化。
　　在數(shù)據(jù)采集方面，介紹了常見數(shù)據(jù)測量方式及其優(yōu)缺點，分析了線激光三角測量法的原理及設(shè)備。結(jié)合LASER-

2、RE600激光掃描機和汽車尾燈罩零件的特點，規(guī)劃出了適合燈罩曲面的數(shù)據(jù)采集策略。分析數(shù)據(jù)采集時工件的預處理、設(shè)備的調(diào)整和掃描路線的制定，進而完成燈罩曲面數(shù)據(jù)的獲取。
　　在數(shù)據(jù)處理方面，文中利用GeomagicStudio系統(tǒng)對燈罩曲面點云的多視角拼合、點云去噪、數(shù)據(jù)精簡等技術(shù)進行了大量實驗研究。對于點云多視角拼合先采用三基準點法進行初始對齊實驗，得出選取的三基準點間的距離越大，點云初對齊的精度越高，然后再采用全局注冊法對點云進行

3、了二次精確對齊實驗，得出將兩種方法結(jié)合使用可以快速實現(xiàn)點云的精準拼合;對于燈罩點云數(shù)據(jù)的精簡，分別采用最小距離法和曲率采樣法，并依次給定不同的精簡參數(shù)進行精簡實驗，得出了適合本文數(shù)據(jù)的精簡方法和精簡參數(shù)取值，進而完成了燈罩曲面點云的精簡。
　　在CAD模型重建方面，采用基于多邊形網(wǎng)格的方法進行燈罩曲面的重構(gòu)。對預處理后的燈罩點云，采用局部Delaunay三角剖分的方法進行三角剖分實驗，得出剖分三角形越小，數(shù)量越多，擬合的三角曲面模

4、型精度越高;對三角網(wǎng)格模型中的復雜孔修補，給出先將復雜孔洞分解為簡單孔，再對簡單孔進行曲率填充的方法;通過實驗分析了影響四邊域NURBS曲面擬合精度的因素，得出了曲面擬合精度與四邊域內(nèi)劃分格柵數(shù)和曲面控制點數(shù)有關(guān)，四邊域內(nèi)劃分格柵數(shù)越多，曲面控制點數(shù)越多，曲面擬合精度越高;基于以上結(jié)論，完成了燈罩NURBS曲面的重構(gòu)，并對其進行了精度評價。最后，將燈罩曲面模型導入Pro/ENGINEER軟件中做了進一步處理，得到了汽車尾燈罩的完整CAD