复杂内腔铸件的反求建模

本文探讨了复杂内腔铸件点云数据获取的关键技术,通过线切割、硅胶复制和激光扫描、三坐标测量等方法的综合运用,获得了发动机缸体缸盖的完整点云数据,最后得到了高质量三维模型.     

基于NV-SEC的复杂箱体特征尺寸提取方法及应用

为了实现导弹发射箱的自动化打磨工序,必须提取复杂箱体的特征尺寸。通过三维激光扫描技术得到发射箱的点云数据后,对其进行分析,提出了一种基于法向量和排序欧式聚类(Normal Vector and Sorted Euclidean Clustering,NV-SEC)的箱体类零件特征尺寸快速提取方法。该方法首先以箱体点云模型中各点法向量的不同为判断依据,将箱体所有的环筋边缘信息提取出来,并采用改进的排序欧式聚类分割算法,得到有序的单根环筋的边缘信息,从而进一步求得箱体的宽度尺寸。实验结果表明,该方法可以满足箱体自动化打磨的要求,可以大幅度提高箱体环筋与纵筋装配质量,提高箱体加工效率。     

基于参数化的钣金零件逆向设计

通过关节臂测量机对钣金零件模型进行扫描得到其点云数据,将点云数据导入逆向软件中,经过点处理、多边形处理、参数化设计得到钣金零件的NURBS曲面,最后再经过正向软件的修改得到相对质量较高、符合零件本身特性和设计思想的理想曲面。通过实例验证了采用参数化技术可以还原零件数据的设计需求,以提高设计效率。     

基于特征分解的复杂零件测量规划与建模技术

针对复杂零件测量上的难题,提出一种基于特征分解的零件测量规划及混合建模技术。将复杂零件详细地分解为不可再划分的元特征,并对相关联的元特征进行组合,匹配最优的测量设备进行测量规划,进而对提取的点云数据进行数据采集,数据拼接,数据处理及模型重构。最后对一个风机蜗壳实物零件实施了测量,数据处理并重构其CAD模型。通过实验表明,这种基于特征分解的复杂零件测量规划与建模技术能有效提高复杂零件的逆向测量效率与质量。     

基于杰魔的铝合金零件逆向建模及压铸模具设计

为快速响应市场、提高研发效率,对某铝合金信号放大器外壳进行逆向建模和压铸模具设计。首先采用ATOS蓝色激光扫描系统进行测量,然后应用Geomagic Design X(杰魔)软件对测量所得点云数据进行处理和逆向建模;根据逆向所得原型进行压铸工艺分析后,结合压铸模具设计理论及经验对该产品进行压铸模具设计。研究过程表明,采用基于激光扫描和杰魔结合的逆向建模方法建模快捷、尺寸准确,通过产品逆向设计和经验的模具设计方法能快速研发出新产品及其压铸模具。     

汽轮机叶片多轴加工工艺与检测技术的研究

根据汽轮机叶片的结构特点,针对加工和检测中的难点,阐述使用UGNX 8.5软件的多轴加工功能对汽轮机叶片进行刀轨规划、生成、仿真以及后处理的方法。使用三维激光扫描技术对加工完成的零件进行扫描获得点云数据文件,采用逆向软件Geomagic对点云数据进行处理,输出曲面模型,进而与叶片理论模型进行整体匹配,从而检测零件是否满足设计精度要求。该加工与检测方案实用性强,具有一定的参考价值。     

3D逆向技术在复杂曲面产品反求设计中的应用

运用3D扫描技术,结合正、逆向建模软件,对失效零件的较复杂表面进行逆向反求设计。对复杂曲面的特征情况进行数据采集和点云处理,并通过Geomagic Design X进行逆向数字建模,重构3D数字模型。对重构后的曲面进行精度与质量分析,并通过UG软件进行曲面优化。反求得到修复3D数字模型后,应用UG基于此数字模型对复杂表面进行数控编程,然后加工出复杂曲面产品模型实体来进行验证。研究表明,逆向设计技术是产品实现再生设计的重要手段,可以为曲面修复实现高质、高效、低成本提供指导意义。     

基于3D扫描的冲压件质量检测

采用杭州先临蓝光扫描仪扫描零件表面,从而获得点云数据,再通过处理数据,在扫描软件里把该扫描数据与最初设计的模型进行比对,最后得到测量的冲压件表面数据与设计的参考模型表面的误差值。再通过对误差值的分析,看看是否满足公差要求,从而达到检测的目的,这种方法可以达到各种形状冲压件的检测要求。     

基于RE的电磨铝合金外壳模具CAD/CAM

介绍应用RE(Reverse Engineering,逆向工程)技术,对电磨铝合金外壳样件先进行激光扫描,获得表面三维点云数据,在此基础上采用逆向工程软件对点云数据进行处理,再用三维CAD/CAM软件进行电磨外壳模型的三维实体模型重建,并自动生成NC加工程序,最后用加工中心加工出模具型腔.较好地解决了具有复杂曲面外形零件的模具设计与加工问题.     

逆向工程中散乱点云的边界线自动提取方法

复杂曲面零件的几何模型重构是逆向工程的研究重点之一,由零件表面的数字化数据提取边界线对重建模型的品质和精度起着重要作用。在研究基于图像法的点云数据边界特征自动提取的基础上,提出了利用各点处场力大小对边界点进行优化的方法,可以避免噪声点对边界轮廓形状的影响。通过对边界点进一步拟合形成边界曲线,达到对点云数据进行自动划分的目的。该方法具有较强的可操作性和实用性。     

大型空腔叶片的三维逆向造型研究

研究了大型空腔定子叶片逆向造型的若干关键技术:数字化测量方法、数据处理和三维模型重构.定子叶片的型面非常复杂,具有空间大曲率翼型结构,其造型设计对于对流体的流动特性影响很大.并且叶片具有空腔结构,常规的数字化测量方法很难简便地测得完整的点云数据.针对该空腔叶片的特殊结构,设计了一种合理的测量方案和数据精简方案,并进行了模型重构,最终得到了叶片的三维模型.大型空腔叶片的逆向三维造型研究可以缩短定子叶片的改进和创新设计周期,为叶片的铸模设计及后续加工提供依据.     

逆向工程与3D打印在自动牙线盒正向设计中的应用

牙线盒设计采用逆向造型和正向设计,通过数字化软件的应用,完成整个牙线盒自动出牙线的结构设计和外观设计。基于牙线扫描数据,使用逆向软件Geomagic Studio和正向UG软件,按照点云处理-坐标系对齐-格式转换-模型重构流程,完成牙线的逆向造型。再基于牙线重构模型,完成自动牙线盒设计。在内部弹簧作用下,可以实现牙线盒内牙线既方便又无接触取出。     

曲面塑料模具激光熔覆再制造快速加工路径生成方法

对于曲面塑料模具,在其表面快速生成激光熔覆加工路径非常困难。针对这种情况,直接以零件的逆向点云模型为研究对象,通过平面与点云求交得到以密集离散点表示的近似激光扫描路径,避免了反求建模的过程。以离焦量变化极限为约束条件,在路径上搜索插补点。提出利用插补点的最近点来计算插补点曲面法向矢量作为激光束姿态的近似快速算法。应用镍基自熔性合金粉对P20材质的模具零件曲面表面进行了试验。金相分析表明所形成熔覆层组织均匀、致密,缺陷稀少;熔覆层与基体之间形成冶金结合。熔覆层中部组织出现了垂直于界面生长的柱状树枝晶,而在顶部许多的柱状树枝晶发育成等轴树枝晶。熔覆层的平均显微硬度达到330~350 HV0.2。路径中段的熔覆层厚度比起始点增加了10%。     

基于Pro/E汽车V8进气管逆向工程及其金属模设计

以汽车V8进气管为研究对象,探讨了逆向工程在模具设计中的应用.利用激光扫描仪对零件实体进行扫描取得点云数据,并用Imageware Surface软件对点云进行处理.采用Pro/E对已测的模型进行三维造型及模具设计.分析了这种形状复杂、型腔深、体积较大的零件的结构特点,针对重力浇注中易形成气孔、冷隔、壁穿、断芯等缺陷的工艺特性,重点考虑了金属模结构形式和浇注系统的开设.实际批量生产表明,上述缺陷能有效避免.     

基于CATIA二次开发的逆向工程曲面重构方法研究

针对利用逆向工程中扫描点云数据,提取特征轮廓曲线与生成曲面时,工作量较大且容易出问题,提出一种基于特征数据提取与CATIA二次开发的正逆向相结合的曲面重构方法。以Geomagic Studio软件完成对扫描点云数据的预处理,针对不同产品模型的特征,提取不同的截面线与轮廓线;分析模型特征,对于简单特征模型通过旋转、拉伸、扫琼等命令重新生成新模型;对于复杂曲面造型,提取特征点云数据并导出为ASC格式文件,通过对CATIA二次开发,读入存在EXCEL中的大量点数据坐标,快速生成三维模型。结果表明:以Geomagic Studio与CATIA软件为工具,完成特征曲线提取与特征点数据读取,实现了基于截面特征与曲面特征的正逆向相结合的建模方法,为产品造型创新设计与快速建模提供一种新方式。     

UG NX二次开发在CAD模型离散中的应用

在CAD模型已知的零件数字化检测中,为将CAD模型和零件的实测点云模型进行对比分析,首先要解决CAD模型离散为点云数据的问题。针对这一问题,提出了一种基于UG NX平台二次开发获得点云数据的方法。介绍了UG NX二次开发的工具及其基本特点,并综合运用二次开发工具和Visual StudiO2010开发环境在UG NX10.0中设计了完成CAD模型离散的对话框。阐述了CAD模型离散的原理、基本流程,编写对话框中的回调函数实现了离散功能,获得了点云数据。将离散结果与原模型进行对比分析,表明离散结果可以很好地代表CAD模型。     

基于TX1600G镗铣加工中心的复杂箱体类零件加工工艺研究

箱体加工质量的优劣直接关系到箱体的装配精度与工作情况,同时对整个机械设备的使用性能、工作精度和使用寿命有着决定性的影响。主要从复杂箱体零件加工技术的要求入手,以TX1600G复杂箱体精密智能复合式镗铣加工中心为平台,从箱体零件在线检测系统的原点找正、基于内点惩罚算法的孔系加工优化、箱体零件加工工艺设计等方面对复杂箱体的数控加工加工工艺等进行分析。     

基于CAD点云模型的CMM离线编程技术研究

三坐标测量机(CMM)的离线编程较复杂,尤其针对未知三维CAD模型的工件更加难于实现离线编程。为此提出基于CAD点云模型,针对工件中常见的平面和圆柱面等特征,通过编程方式完成特征异常点删除和提取特征点操作,编制DMIS自动测量程序,模拟仿真检验后进行CMM在线测量。实例验证:该方式较易编制CMM离线程序,实现了CMM的自动稳定测量。     

辊锻模数字化设计

为解决辊锻模设计中CAD造型复杂、耗时的问题,文章从逆向工程的思想出发,提出了一种通用的全数字化辊锻模具设计技术,通过对数字模型或实物进行离散化,生成密集点云。再利用提出的圆弧弯曲变形算法,逐点进行变形计算,得到辊锻模的离散点云。在此基础上可进一步自动生成模具的三角面片数字模型甚至曲面模型。所提出的设计方法可以直接由实物生成辊锻模具,可简化辊锻模具数字模型的生成过程,且不受模具复杂程度的限制。以汽车连杆辊锻模具的设计为例,阐述了从实物到最终模具数字模型建立的全部过程。