测量造型中的CMM扫描技术

简要介绍了测量造型中应用的三维测量技术,并以实物模型为例重点介绍了基于三坐标测量机(CMM)的接触式扫描技术,认为接触式扫描技术在高精度测量应用中具有优势。     

基于坐标配准的牙颌测量点云拼合技术研究

针对牙颌等待测物非接触式光学三维测量,提出了一种融入标定功能的夹具设计方法,实现了测量过程中待测物与标定靶的空间一致性;定义了单目视觉测量过程涉及到的坐标系统;提出了一种基于坐标配准的点云拼合技术,简化了点云拼合流程,实现了点云拼合理论零误差;应用张正友标定方法对摄像机进行了标定;通过实验验证,得到了具有一定精度的牙颌三维模型点云拼合数据,实现了较快的测量速度,为提高牙颌测量系统的整体精度提供了有力支撑。     

矿用轴流通风机叶片三维几何模型反求重构

通风机叶片形状是影响通风机气动性能的关键因素,为了引进和吸收先进的矿用轴流通风机叶片设计技术,采用反求技术对其三维几何模型进行反求重构.首先,根据通风机叶片设计特点规划测量路径,应用三坐标测量机(CMM)对矿用轴流通风机叶片表面曲面进行测量,提取通风机叶片表面曲面的三维点云数据.然后,在反求软件UG中,利用最小二乘拟合曲线检查法对所提取的点云数据进行异常点的剔除,运用弦高-夹角综合法进行点云数据的精简.最后,采用非均匀有理B样条(NURBS)对各截面数据点进行曲线拟合,并使用通过曲线组生成曲面的方法重构了矿用轴流通风机叶片的三维几何模型,这对矿用轴流通风机计算流体力学模拟和叶片优化设计具有重要意义.     

便携式三坐标测量臂校准和误差补偿

本文提出了用高精度正交三坐标测量机作为空间位置基准,校准便携式三坐标测量臂空间位置误差的方法。采用Denavit-Hartenbeng方法建立了测量臂的测量方程及误差模型。测量臂给出其工作空间内三维坐标位置的测量值与三坐标测量机提供的标准值,分别代入测量臂的误差模型,以误差模型的计算结果作为补偿量,建立误差数据库,直接对测量臂空间位置误差进行校准和误差补偿。利用海克斯康G9128三坐标测量机对FARO便携式三坐标测量臂校准和误差补偿进行了实验研究,并对误差补偿前后实验结果进行了分析与讨论。研究结果表明该方法可有效、快速地对便携式三坐标测量臂空间位置误差进行校准和补偿。     

造型设计及快速原型制造

反求工程是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量,根据测量数据通过三维几何建模方法,重构实物的CAD模型,从而实现产品设计与制造的过程。利用三坐标测量机对水杯表面进行测量,得到的数据,常称为"点云",其经过一定数据处理后,需在Pro/E软件中进行三维实体重构,得到水杯的三维造型图,最后利用快速成型机将水杯的实体三维打印出来,这样不但实现了由实物样品到产品的快速制造,及时发现产品的问题并修改完善产品设计,还缩短生产周期,降低生产成本。     

基于逆向工程技术的形状误差检测方法

提出了在没有工件数学模型情况下,运用逆向工程的三维数字化测量技术和数据处理技术进行工件形状误差检测的方法.通过实例,详细阐述了在形状误差检测中采用接触式和非接触式测量方式的区别,并在Imageware 软件中完成了测量数据的处理,获取了工件的形状误差值.     

基于教学的三坐标测量虚拟仿真系统研究与开发

为提高三坐标测量技术在教学中的应用,将VR技术与真实的三坐标手持器相结合进行三坐标测量虚拟仿真系统研发。仿真系统由专用的三坐标测量虚拟仿真软件与自主设计加工的手持控制器组成,具有与真实的三坐标设备相同的测量操作功能,具有高度仿真的三坐标测量环境,可实现被测量工件的三维模型比对、测量常用数据、评价常用公差、生成测量数据报告等功能。     

三维信息测量技术研究

将测量技术分为接触式和非接触式两大类,先介绍了接触式测量中的三坐标测量机的相关技术,再介绍了非接触式测量中光学和非光学测量所包含的几种主流的三维测量方法的原理,重点讨论了非接触式测量中光学测量方面的几种测量技术。     

基于三维模型的复杂曲面电磨底壳零件检测研究

本文研究了采用三坐标测量机(Coordinate measuring machine,CMM)基于三维模型对具有复杂曲面外形的电磨底壳零件进行检测,并分析了尺寸和评定其几何误差.介绍了三坐标测量机(CMM)的基本工作原理;叙述了本实验所需的软硬件设备,最后通过对电磨底壳曲面的测量详细阐述了CMM的使用方法和有模型特征测量的过程.其中包括矢量点特征、直线特征、平面特征、圆柱特征等测量的过程.三坐标测量机基于三维模型进行零件空间尺寸测量及形位公差检测,完成以前用其它测量工具较难解决的复杂曲面尺寸测量问题,不仅直观、方便,而且测量果精度高、缩短了生产周期.     

非接触式三坐标测量机实现对毛刺的测量

一般对毛刺只是作出有或无的判断,很少进行测量,这给毛刺的深入研究带来较大困难。通过设计、加工试件及制定合理的测量方法和步骤在非接触式三坐标测量机上实现了毛刺的精确测量,经过测量系统分析,证明了测量结果是可行的。     

基于“秦氏模型”虚拟仪器的模态分析仪

介绍了一种崭新的基于"秦氏模型"的结构模态分析仪,该仪器可以形象的建立结构的模型,精确的采集信号数据。用离散频谱的频率抽取校正法对原始数据信号进行频谱校正,提高频谱精度,并能在频响函数的基础上进行模态参数识别,得到较高精度的模态参数,结果可以用参数和动画两种形式输出。实验结果表明本仪器所用的方法是正确的,具有很好的科学价值和工程应用价值。     

考虑模型偏差的结构动力学模型修正

针对结构有限元模型修正后仍可能存在模型偏差的问题,提出用待修正参数的不确定性来表征模型偏差的有限元模型修正方法。首先,基于响应面方法识别得到待修正参数的最优值,并通过计算结果与试验结果比较获得模型偏差;然后,基于响应面模型并结合灵敏度分析计算得到模型偏差对待修正参数的影响,从而得到考虑模型偏差后待修正参数的区间;最后,通过一个悬臂梁工程实例的模型修正,验证了笔者所提出方法的可行性。结果表明,考虑模型偏差的修正可以提高模型可靠性。     

零件的设计模型向毛坯模型转换技术研究

为了实现CAD／CAPP／CAM的集成，提出了一种由设计模型向毛坯模型转换、进而向制造模型转换的思想。文章重点研究了由设计模型向毛坯模型转换的技术。具体研究了毛坯模型的定义与生成技术，包括毛坯建模、毛坯模型的生成、切削区域的定义、分解性实体几何造型思想，以及结构实体几何特征模型向分解性实体造型的转化。还研究了设计模型向毛坯模型转换的实现方法。给出了实现这一转换的具体步骤为：识别零件表面、余量补偿、体加工面的识别和立体形状的构建、采用半空间法构建被移去的体特征和偏移量补充。     

eEPC模型转换为工作流模型研究

在比较eEPC模型与工作流模型建模原理的基础上，讨论了如何将eEPC模型转换为工作流模型。     

复杂机械优化设计中的层次建模与非层次建模

在分析复杂机械优化建模策略的过程中,提出利用简单机械优化设计中的层次建模方法,来简化复杂机械优化设计中形成的关系复杂的非层次模型,把非层次模型简化为层次模型,并运用层次模型相对成熟的求解方法进行求解.通过实例分析,给出了模型简化过程中各种需要注意的因素,为复杂机械系统优化建模提供了一种有效的分析方法.     

基于几何模型的表面微加工MEMS工艺层模型生成

现有微机电系统设计中所存在的一个重要问题是，设计人员需要通过工艺和版图设计来完成几何设计，因此难以用于复杂器件的设计。研究了表面微加工MEMS几何模型到工艺层模型的自动转化，旨在实现MEMS器件几何设计和工艺规划的分离，给出了表面微机械加工的工艺特征的定义和分类方法，并简要介绍了工艺特征的自动识别过程，重点研究了基于工艺特征模型的工艺层模型自动生成方法。最后给出了试验结果。     

关于产品全生命周期信息模型中物理模型的探讨

分析了现有 CAD系统中 ,数学模型的问题和不足 ,主要表现在 :现有的 CAD系统的数学模型 ,没有解决产品设计过程中物理问题的处理能力。为了解决这一问题 ,本文在国际上首次提出了产品全生命周期信息的物理模型这一全新的概念。给出了产品物理模型的结构 ,提出了产品物理模型数据的 EXPRESS Schema模式。应用产品物理模型 ,可以极大地方便产品的设计和分析处理 ,极大地缩短产品开发和设计周期 ,确保产品设计质量和正确性。本文成功地用产品物理模型的思想和技术实现了对机床主轴箱的设计 ,实现了产品物理模型及其成功应用。应用实例清楚地表明了产品物理模型的正确应用 ,可以极大地提高设计人员的工作效率和设计工作质量     

面向集成的装配建模

从产品功能的观点出发,按照自顶向下的设计思想,提出了一种面向集成的装配模型,可以充分利用已有的参数化特征造型模块,在进行装配设计的同时进行零件的详细设计,体现自顶向下的设计思想,增强了系统的集成度,提高了设计效率。同时对运用参数推理解决隐含约束进行了探讨。     

一种适合于动态建模的信号参数模型

本文利用复指数模型作为瞬态信号的表示形式;系统的动态参数模型可由系统的输入与输出信号之间的关系建立;对实际窄带滤波器的阶跃响应的建模,表明了复指数信号模型是一种很有效的瞬态信号表示方法,只需截取很短的一段瞬态过渡信号,就可以得到信号参数的估计,系统模型的频域,时域回归效果较好.     

组合模型加工

航天航空某实验中组合模型的头部和尾部分别由钨和钛合金制成,根据精度要求,需要将这两个部件组合在一起加工。针对这种情况,提出了合理的加工方法和加工参数,并通过计算与借鉴加工参数相结合的方法,确定了这两个部件之间的联结方式。