第2章 逆向工程數(shù)據(jù)測量及處理

第2章逆向工程數(shù)據(jù)測量與處理2.1數(shù)據(jù)測量方法2.2數(shù)據(jù)處理流程2.3數(shù)據(jù)測量與處理實(shí)例2.1數(shù)據(jù)測量方法表面數(shù)據(jù)測量非接觸式接觸式光學(xué)式非光學(xué)式觸發(fā)式連續(xù)式

三角形法

結(jié)構(gòu)光法

激光干涉法

計算機(jī)視圖法

CT測量法MRI測量法

層切法

超聲波法圖2-1各種測量方法的分類2.1數(shù)據(jù)測量方法三坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)

——類型按結(jié)構(gòu)形式分為：移動橋式、龍門式、懸臂式、水平臂式、坐標(biāo)鏜床、臥式鏜床和儀器臺式等三坐標(biāo)測量機(jī)（CMM）將被測物體置于三坐標(biāo)機(jī)的測量空間，可獲得被測物體上各測量點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，經(jīng)計算可求出被測得幾何尺寸、形狀和位置。——測量原理——組成：——機(jī)械接觸式測頭測頭附件——測端為了擴(kuò)大測頭功能、提高測量效率以及探測各種零件的不同部位，常需為測頭配置各種附件，如測端、探針、連接器、測頭回轉(zhuǎn)附件等。測頭附件——探針探針是指可更換的測桿。在有些情況下，為了便于測量，需選用不同的探針。探針對測量能力和測量精度有較大影響，在選用時應(yīng)注意：1）在滿足測量要求的前提下，探針應(yīng)盡量短；2）探針直徑必須小于測端直徑，在不發(fā)生干涉條件下，應(yīng)盡量選大直徑探針；3）在需要長探針時，可選用硬質(zhì)合金探針，以提高剛度。若需要特別長的探針，可選用質(zhì)量較輕的陶瓷探針。測頭附件——連接器為了將探針連接到測頭上、測頭連接到回轉(zhuǎn)體上或測量機(jī)主軸上，需采用各種連接器。常用的有星形探針連接器、連接軸、星形測頭座等。測頭附件——回轉(zhuǎn)附件

對于有些工件表面的檢測，比如一些傾斜表面、整體葉輪葉片表面等，僅用與工作臺垂直的探針探測將無法完成要求的測量，這時就需要借助一定的回轉(zhuǎn)附件，使探針或整個測頭回轉(zhuǎn)一定角度再進(jìn)行測量，從而擴(kuò)大測頭的功能。三坐標(biāo)測量機(jī)（CMM）－接觸式特點(diǎn)

接觸測量精度高，幾個um

可直接測量特征尺寸測量速度慢硬質(zhì)表面內(nèi)部尺寸受限制非接觸掃描儀VIVID910非接觸掃描儀ZScanner700快捷便于使用多功能性實(shí)用2.2數(shù)據(jù)處理流程數(shù)據(jù)預(yù)處理

目的：獲得完整、正確的測量數(shù)據(jù)以方便后續(xù)的造型工作。

主要工作：格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)過濾及平滑、分塊數(shù)據(jù)整合對齊、球頭半徑補(bǔ)償、數(shù)據(jù)精簡、數(shù)據(jù)分割1、格式轉(zhuǎn)換每一個CAD系統(tǒng)都有自己的數(shù)據(jù)文件，其系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)品模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和格式各不相同，極大地影響了設(shè)計和制造各部門之間或企業(yè)之間的數(shù)據(jù)傳輸和程序銜接的自動化，給數(shù)據(jù)通訊帶來困難。主要的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)：IGES、STEP、STL等。在CMM和CAD/CAM系統(tǒng)之間以IGES格式傳輸數(shù)據(jù)成為標(biāo)準(zhǔn)的選擇和配置。2、球頭半徑補(bǔ)償二維自動補(bǔ)償方法：

在測量時，將測量點(diǎn)和測頭半徑的關(guān)系都處理成二維情況，并將半徑計算編入測量程序中，在測量時自動完成數(shù)據(jù)的測頭補(bǔ)償。

根據(jù)補(bǔ)償時間可分為實(shí)時自動補(bǔ)償和事后數(shù)據(jù)處理補(bǔ)償。壓力矢測頭測頭球心軌跡物體輪廓觸點(diǎn)3．異常點(diǎn)（誤差點(diǎn)）處理采用人工交互檢查、調(diào)整的方法對于截面數(shù)據(jù)，若在同一截面的數(shù)據(jù)掃描中，存在一個點(diǎn)與其相鄰的點(diǎn)偏距較大——跳點(diǎn)，判斷的方法有：（1）直觀檢查法——屏幕上直接剔除；（2）曲線檢查法——根據(jù)點(diǎn)到擬合曲線（過首末點(diǎn)）的距離是否超過所給定的允差；（3）弦高差方法——根據(jù)點(diǎn)到弦（過檢查點(diǎn)前后兩點(diǎn)）的距離是否超差；數(shù)據(jù)拼合－最臨近點(diǎn)迭代(ICP)法＋初始對正確定兩點(diǎn)云數(shù)據(jù)的重疊區(qū)域ICP5．?dāng)?shù)據(jù)平滑目的：消除噪聲，以得到精確的模型和好的特征提取效果。采用平滑法處理方法，應(yīng)力求保持待求參數(shù)所能提供的信息不變。有平均法、五點(diǎn)三次平滑法和樣條函數(shù)法。2.3數(shù)據(jù)測量與處理實(shí)例例