逆向工程技术在犁臂测量和建模中的应用

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逆向工程技术在犁臂测量和建模中的应用--------------------------------------------------------------------------------（2006-12-2718:05:58）一、逆向工程简介在信息化的现代社会中，制造行业的竞争日趋激烈。产品更新速度不断加快，生产方式日趋小批量、多品种。逆向工程技术在此背景下应运而生并得到迅猛发展。逆向工程，是指从实物上采集大量的三维坐标点，并由此建立该物体的几何模型，进而开发出同类产品的先进技术。逆向工程与一般的设计制造过程相反，是先有实物后有模型，逆向工程流程图见图1。图1逆向工程流程图逆向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等几个方面，在工业领域的实际应用中，主要包括：①新零件的设计；②已有零件的复制；③损坏或磨损零件的还原；④提高模型的精度；⑤数字化模型的检测。二、犁臂的三维数据测量1.数据采集实施条件在逆向工程技术设计时，需要从设计对象中提取三维数据信息。检测设备的发展为产品三维信息的获取提供了硬件条件。目前，国内厂家使用较多的有英国、意大利、德国、日本等国家生产的三坐标测量机和三维扫描仪。就测头结构原理来说，可分为接触式和非接触式两种。其中，接触式测头又可分为硬测头和软测头两种，这种测头与被测物体直接接触，获取数据信息。非接触式测头是应用光学及激光的原理进行测量的。针对犁臂表面形状较为复杂的特点，采用非接触式的光学扫描仪进行三维数据测量。测量设备为德国GOM公司的ATOS光学扫描仪(ATOSI600EU)该扫描仪的主要优点是：可随意绕被测物体进行移动利用光带经数据影像处理器得到实物表面数据，扫描范围可达8m×8m，测量精度为0.1mm0.5m，扫描方式为光栅原理及GPS定位原理。2.犁臂的扫描过程首先，由于犁臂的颜色为暗灰色，依据测量要求要在犁臂表面喷涂显像剂；其次，由于犁臂的表面形状较为复杂，因此无法从一个方位完成对犁臂的一次性扫描，需要贴定位点，保证在转换各角度扫描犁臂时每次都可同时扫描到3个以上的公共定位点，贴点后的实物照片见图2；接着，根据犁臂的形状，进行多个角度不同方位的扫描，再在ATOS软件中，通过公共定位点把每幅扫描照片自动进行拼合，最终完成整个犁臂外形的扫描。图2犁臂实物 3.点云数据的初步处理数据的初步处理，即对点云的初步处理，如噪声去除、过滤、光顺、网格化等。数据处理是逆向工程中的关键环节，它的结果将直接影响到后期模型重构的质量。针对犁臂外型测量获得的散乱点云数据，应用专用软件进行犁臂点云数据的预处理。4.删除散乱点云噪声数据扫描获取的点云中包含许多噪声，如实验台底面这些噪声在进行各种点线面处理之前应将其删除。将点群放大、变换各种角度以方便地看到整个三维空间内的噪声，然后针对各个噪声点采用软件中的"删除"功能将其删掉。5.点云的精简在逆向工程技术中采集点的数量一般都很大，单幅照片可扫描点数最大可达400000个。如此庞大的数据需要在曲面重构之前进行精简处理，以提高运算速度。图3为扫描完成后经过删除散乱点云噪声数据精简处理后得到的犁臂外形点云文件。图3ATOS扫描仪扫描的犁臂原始点云三、点云数据的处理及模型重建Imageware软件，其功能比较强大，除具备多种数据处理方法和部分规则特征识别能力外，还具有自动曲面拟合、强大的曲线曲面编辑处理、模型评估检查等功能，并能针对不同格式的数据提供转换数据格式的接口。Unigraphics(简称UG)是当前面向制造行业的CAIDCADCAECAM高端软件。UG软件使得用户能够数字化地创建和获取三维产品造型，它被广泛应用于概念设计、工业设计、详细的机械设计以及工程仿真和数字化制造等各个领域。基于上述优点，在对犁臂的点云数据处理及模型重建过程中采用了Imageware软件和UGNX软件。1.用Imageware软件对点云数据进行处理（1）对齐点云数据点云数据的对齐是进行数据处理的重要环节。初始的点云数据与我们通用的三维坐标系有一定的夹角，为方便构建犁臂的三维几何模型，需要对点云数据进行方位对齐。首先，需要创建参考基准平面，在此，使用Imageware软件提供的Creat/Surface/Primitive/Plane功能创建出三个相互垂直的平面，平面的中心点指定为(0，0，0)。其次，需要创建相应的对齐平面，根据犁臂的外形特点，任意选取其中一个孔的两个垂直平面作为对齐平面，使用Modify/Extract/Circle-SelectPoints功能将此孔两个垂直平面的点云先分割出来，然后利用Construct/Surface/From/Cloud/FitPlane功能拟合出这两个平面，在拟合平面的过程中，要随时检测点云和平面之间的偏差，确保偏差在±0.2㎜以内，以保证与原型的一致性。 为了构建第三个垂直平面，将拟合出的两平面延伸至相交，创建交线，过交线上一点，分别在两平面上做垂直于交线的两条直线，然后由这两条直线创建出第三个垂直平面。最后，选取Modify/Align/Stepwise功能将点云数据与参考基准平面对齐。为了确定两定位孔的位置和尺寸，可用类似方法将此孔的第三个垂直平面和球面以及另一孔的三个平面和球面拟合出来，并测得方孔的距离为12.50㎜。（2）截面线及其边界线的提取截面线及其边界线的提取是整个曲面重构的关键。首先，利用ConstructCrossSectionCloudParallel功能对犁臂点云做出必要的截面线，把截面点云拟合成曲线；其次，采用功能ConstructFeatureLineSharpEdges将犁臂点云的四条边界线提取出来，然后把边界点云拟合成曲线，以便构造自由曲面。为了确保截面线和边界线的精度，在任何一条截面线和边界线的构建过程中，都要随时检测点云和曲线之间的偏差，确保特征线在±0.2mm偏差范围内，以保证与原型的一致性。图4为犁臂的截面特征曲线及其边界线。　图4犁臂的截面特征曲线及其边界线（3）曲面拟合将曲线的方向、起始点位置都修改一致后即可采用功能ConstructSurfaceLoft进行曲面拟合。该功能主要是利用一组独立的3D曲线创建一个NURBS曲面。首先选中需要拟合的所有曲线，然后选择起始点的连续性，选择切线的方向，选择结束点的连续性，最后进行曲面拟合。2.用UGNX软件构建犁臂模型在UGNX软件中直接读取Imageware软件的*.IMW格式文件，把在Imageware中构建好的曲线、平面以及曲面导入到UGNX中，上述的点云对齐步骤可保证坐标系的一致性。由于犁臂是等壁厚的，测得壁厚为7.70㎜，利用UGNX软件提供的片体加厚功能对调入的曲面进行加厚处理。利用拟合好的平面和球面对定位孔进行重构，由于球心中心位置可能不在方孔的中心线上，就需要对球心位置进行调整，最终保证球心与方孔中心线位置重合。图5为在UGNX软件中完成的三维犁臂模型。图5在UGNX软件中完成的三维犁臂模型四、犁臂的三维几何模型误差分析犁臂三维几何模型的误差主要包括由产品样件采集点云数据产生的误差、由测量设备的精度产生的误差、由点云数据重新构建犁臂的三维数字模型过程中产生的误差。图6为犁臂三维模型和实测点云的检测图。从图6上我们不难看出，明显的误差往往发生在细小复杂的特征处，如边缘、凹槽处，由于这些地方在测量时无法完全扫描到，这给后来的重构带来较大的误差。图6犁臂三维模型和实测点云的检测图 五、结束语利用ATOS光学扫描仪、Imageware和UGNX强大的造型功能相结合，可以比较容易地对复杂产品进行数字化逆向工程设计。逆向工程技术已经广泛应用到新产品的开发、旧零件的还原以及产品的检测中，它不仅消化和吸收了实物原型，并且能修改再设计以制造出新的产品。但同时设计过程中系统集成化程度比较低，人工干预的比重大。将来有望形成集成化逆向工程系统，以软件的智能化来代替人工干预的不足。--------欢迎下载资料，下面是附带送个人简历资料用不了的话可以自己编辑删除，谢谢！下面黄颜色背景资料下载后可以编辑删除XXX个人简历 个人资料姓名：xxxx婚姻状况：未婚照片出生：1987-06-24政治面貌:团员性别：男民族：汉学位：本科移动电话：专业：英语电子邮件：地址：教育背景2006.9-2010.6吉林工程技术师范学院-----外国语言文学系主修课程本科阶段主修大学英语精读，大学英语泛读，英语口语，英语听力，英语写作，英语口译，翻译学，词汇学，语法学，英美概况，英国文学，美国文学，语言学，日语，中外名胜。特长及兴趣爱好除了有专业的英语方面知识外，我在校生活部工作一年,在系宣传部和秘书处各工作一年。为全面发展，大三上学期，我加入系文学社，参于了我系《心韵》杂志的创刊和编辑工作。在这些活动中锻炼了我的领导和团队协作能力，学会了更好的与人相处，这些在我以后的工作中一定会有很大的帮助。计算机能力能熟悉使用Office工具以及Photoshop、Flash等软件。获国家计算机二级等级资格证书。外语水平通过英语专业四级考试，能熟练进行听说读写译。奖励情况：2007-2008优秀学生会干部2008／07师生合唱比赛一等奖普通话水平测试等级证书英语专业四级证书自我评价XXX个人简历 个人资料姓名：婚姻状况：未婚出生：政治面貌：团员性别：民族：汉学位：移动电话：专业：电子邮件：地址：教育背景2006.9-2010.6吉林工程技术师范学院-----外国语言文学系主修课程大学英语精读，大学英语泛读，英语口语，英语听力，英语写作，英语口译，翻译学，词汇学，语法学，英美概况，英国文学，美国文学，语言学，日语，中外名胜。能力及特长这要写你明你有什么样的能力及经验，最重要就是告诉用人单位，你会做什么？计算机能力能熟悉使用Office工具以及Photoshop、Flash等软件。获国家计算机二级等级资格证书。外语水平通过英语专业四级考试，能熟练进行听说读写译。奖励情况2007-2008优秀学生会干部2008／07师生合唱比赛一等奖普通话水平测试等级证书英语专业四级证书实习经验（或实践经验或兼职经验） 这里写上你的实习经验或实践经验或兼职经验等信息吧，标题自己起一个贴切的。自我评价本人性格开朗、稳重、有活力，待人热情、真诚。工作认真负责，积极主动，能吃苦耐劳。有较强的组织能力、实际动手能力和团体协作精神，能迅速的适应各种环境，并融入其中。我不是最优秀的，但我是最用功的；我不是太显眼，但我很踏实；希望我的努力可以让您满意。这里不要照抄哦，不会写自我评价的朋友，你可以访问http这里有很多自我评价范文可以参考。（按住键盘的CTRL键，再用鼠标点链接就可以直接打开网站，不用复制到浏览器的。）本人性格热情开朗、待人真诚，善于沟通，应变能力较强。懂得珍惜拥有的一切。B内张型鼓式制动器C湿式多片制动器D浮钳盘式制动器289.零配件市场上的主要价格形式（ABC）A厂家指导价B市场零售价C配件厂价格290.油漆出险桔皮皱，即表面不光滑，可能的原因（D）A涂装间通风国强B稀释剂干燥速度过快C稀释剂干燥速度过快慢D一次喷涂过厚291.汽车的动力性能包括（ACD）A最高车速B平均车速C加速时间D能爬上的最大坡度292.《车险定损核价运作规范》规定事故车辆修复费用包括（ABCD）A事故损失部分维修工时B事故损失部分需更换的配件费C残值D税费 293.车辆全损或推定全损案件，在确定损失前，应该了解（ABD）汽车信息A了解车辆购置时间、价格B取得车辆的购置发票或其他证明C了解车辆的购置渠道D了解车辆的所有人294.机动车电器故障引起火灾的主要原因有（BC）A电瓶故障B线路故障C电器元件故障D日光聚集295.《车险定损核价运作规范》规定对残值处理的原则（AB）BA所有残值归被保险人所有，保险人在维修费中扣除B事故车辆更换的配件由保险人收回后不计入残值之内C所有配件必须折旧卖给被保险人D所有配件必须折旧卖给维修厂或废品收购站296.从火灾原因调查的角度，汽车火灾的原因分（ABCD）A机械故障类（如发动机过热）B电器类（线路老化短路）C人为类（纵火）D交通事故类（碰撞、倾覆、货物引起）297.对汽车整车进行测量非常重要的平面（D）?A基本面B中心面C零平面D下平面298.机械配件的基本维修原则（ABCD）A超过配合尺寸，通过加工也无法得到装配技术要求B变形通过矫正无法保证使用性能和安全技术要求C断裂无法焊接或焊接后无法保证使用性能和安全技术要求D转向等涉及到安全的所有发生变形的配件299.被保险人可依据哪些有效证明作为领取赔款的凭证（A）ACA居民身份证B有效驾驶本C户口薄300..驾驶员未取得驾驶资格包括哪些情况（ABCD）ABCA无驾驶证B驾驶车辆与准驾车型不符 C公安交关部门规定的其他属于非有效驾驶的情况D驾驶证丢失301.车险网上理赔系统录入的要求有哪些（ABCDE）A查勘时间照片最佳大小为60-80kB扫描仪设置方档最佳大小100-150kC索赔申请书应当由当事驾驶员在第一时间亲笔填写D车损照片的拍摄必须符合《车险定损核价运作规范》的相关规定E驾驶证，行驶证应尽量在查勘环节第一时间采取原件拍摄判断题1.185/65R14，其中R代表Radial：表达轮胎纹络为放射状的又称“子午线”(√)2.检查安全气囊系统故障时，必须先拆下蓄电池负极，再使用仪器读出故障代码。(×)3.路面附着性能越好，汽车抗热衰退性能越好。()4.废气再循环的作用是减少HC、CO和NOX的排放量(×)5.机动车辆保险条款（2005版）中,保险车辆发生事故,应当由第三者负责赔偿但确实无法找到第三者的,赔偿处理时实行30%绝对免赔率（×）6.受害人无固定收入的，按照其最近二年的平均收入计算；(×)7.营运机动车在规定检验期限内经安全技术检验合格的，不再重复进行安全技术检验(√)8.本公司与被保险人就赔款金额协商确定并赔偿结案后，受害人又就同一事故向被保险人提出赔偿请求的，本公司可二次追加赔付（×）9.维修车辆竣工结帐后,驾驶员驾驶车辆从修理厂开出时与一辆车辆相撞,因碰撞地点还在修理厂内,我司不负赔偿责任.（×）10.机动车辆保险条款（2005版）基本险有四个独立险种（×）11．用于支付公安交管部门逃逸案件处理费用的特殊案件可视金额参照本机构核赔权限进行审核（）12.四冲程发动机的做工冲程中，曲轴带动活塞从上支点向下至点运动，此时进气门关闭（√）13.当汽车在一般条件下行使时，应选用双速主减速器中的高速档，而在行使条件较差时，则采用低速档（√）14.评价汽车制动性的指标制动效能、制动效能的恒定值、制动时的方向稳定性（×）15.热塑性材料件损伤以修复为主，热固性塑性件损伤需更换（√）16.投保人对投保标的具有保险利益，不具有保险利益的，保险合同无效（√）17.《道路交通安全法实施条例》有关高速公路应当标明车道行使速度，最高120公里小时，最低70公里小时（×）18.暴风指风速28.5米/以上的大风（√）19.刚性万向节是靠零件的铰链式联结来传递动力的，而挠性万向节则是靠弹性零件来传递动力的（√）20.查勘案件查勘完毕后，只能点击发送按钮发送案件，不能通过点击申请核价或申请核损按钮直接到达目的平台（×）21.双片离合器中间压盘的前后，都需设有限位装置（√）22.各种车身的修复，都不要使用测量工具测量车身尺度（×）23附加险条款与基本险条款相抵触之处，以附加险为准，未尽之处，以基本险为准（√） 24.保险车辆因路面不平导致两个以上车辆轮胎磨损严重后破裂，轮胎的损失我司不负责赔偿（√）25.李某于2006年4月1日向我司投保一辆奥迪A6汽车，于同年10月30日于一摩托车发生双方事故，经交警裁定李某为主要责任，对于该事故作为核赔人在审核时首先核对三者方的承保情况。（√）26.汽车转弯时，转弯半径越大车速越小，附着系数越小，中心位置越高，其操作稳定性越好。（×）27.应当有交强险赔偿的损失和费用，如交强险未赔付，商业三者险也可赔付（×）28.一张照片已能反映出多个部件、部位受损真实情况的不需要单个或重复拍摄，重大配件或价格较贵的配件同样如此，不必单独牌照（×）29.书面委托代理的授权委托书应当载明代理人的姓名或者名称、代理事项、权限和期间，并由委托人签字或盖章。（√）30.气缸盖衬垫俗称汽缸床（√）31.轿车一般采用边梁式车架（×）32.汽车实际价指投保车辆在保险合同签订地的市场价格（×）33.四冲程发动机的作功冲程中曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，此时，进排气门关闭（√）34.公民下落不明满三年的，利害关系人可以向人民法院申请宣告他为失踪（×）35.在道路上发生交通事故，车辆驾驶人应立即停车，保户现场，因抢救应标明位置（√）36.保险车辆发生多次事故，累计赔付金额时，保单合同自动终止（×）37.本公司与被保险人就赔偿金额协商确定并赔偿结案后，受害人又就同一事故向被保险人提出赔偿请求，本公司可以追加赔付（×）38.车辆停放过程中突然遭受洪水侵袭，紧会造成电器部分及线路损坏，可给予一定的清洁费用（×）39.本车上的财产损失属于标的商业三者险的理赔范围（×）40.承保年度单均赔款＝（统计期间该承保年度所有保单项下已决赔款＋未决赔款）/统计期间该承保年度承保数量