基于CMM测量的自由曲面反求技术研究.pdf

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1、设计与制造·机械研究与应用·基于CMM测量的自由曲面反求技术研究。秦红星，花蕊(1．唐山学院，河北唐山063000；2．唐山供电公司，河北唐山063000)摘要：重点介绍三坐标测量自由曲面的反求技术。通过对自由曲面数字化过程中数据获取、测量数据处理和曲面重构的研究，得到鼠标外壳的三维模型，极大地提高了设计质量和效率。关键词：自由曲面；反求技术；三坐标测量机中图分类号：TH164；TP391．7文献标识码：A文章编号：1007—4414(2012)01-0093—01Tlleresearchonreverseengineeringforfreeforillsurface

2、basedorlC删QinHong—xing，HuaRui(1．Tangshancollege，TangshanHebei063000，China；2．Tangshanpowersupplycompany，TangshanHebei063000，China)Abstract：Thetechnologyofthereverseengineeringofmouse8freeformsurfaceisanalyzed．andtheapproachbywhichthedataoffreeformsurfaceisobtained，andtherebuildingtechnol

3、ogyofCADmodelispresented．Solutionstothekeytechnologyofsurfacereconstructionanderrortestinginthereverseengineeringarefound．Keywords：freeformsurface；CMM；reverseengineering1引言发式测量曲面边界及其它规则部分。当测量头的探反求工程是在没有CAD模型的情况下，按照现针接触到鼠标的表面时，数据采集系统记下探针尖的有零件的原形，通过测量手段及三维建模方法，将零坐标点，照此逐点移动，就能采集到曲面轮廓的坐标件原形

4、转化为数字模型。反求工程的关键技术在于数据。测量的鼠标曲面网格线如图1所示。零件的数字化，通过特定的测量设备获取表面离散点的几何坐标数据，在此基础上进行自由曲面的建模。三坐标测量机(CoordinateMeasuringMachine，CMM)是数字化测量设备的典型代表，它具有噪音小、精度高、重复性好等优点。本课题以鼠标曲面模型为例，研究基于CMM测量的自由曲面反求过程及其关键图1鼠标曲面网格线技术。2三坐标测量机测量系统4测量数据的预处理采用青岛海克斯康测量技术公司生产的桥式三由于存在测量误差，所采到的点拟合的曲线没有坐标测量机来进行曲面测量。该测量机使用气浮轴连续

5、性且曲线函数不可导，为保证曲面数字化的完整承，、y、z轴均为光栅测量系统。测量范围方向性，必须对采集到的曲线进行重新构造，即对表面数1000mm，Y方向700mm，Z方向600mm。分辨率为0．据进行预处理，包括坏点的去除，测量盲区数据的补5，空间测量精度2．5+3L／1000txm，重复精度齐，数据均化和平滑等，然后再进行曲面重构【3J。3。利用、】，、z三个相互垂直的坐标轴，组成三运用UG的NURBS构造方法如过极点、通过点、维参考系，装在z轴上的接触式传感测量头，可在空拟合、垂直于平面等对点数据进行预处理。得到曲线间各方向对复杂零件如箱体、导轨、蜗轮、叶片、外壳

6、、构造后，采用编辑点、改变斜率、曲率、拟合、光顺等方齿轮等的尺寸和形状进行高精度和高效率的i见0量，连法对样条曲线进行编辑修改，以达到几何连续。预处续获取坐标信息，并可通过计算机实现整个测量过程理后的曲面如图2所示。和数据处理的程序化。5曲面重构3曲面原始数据的采集利用UG系统提供的扫掠方式，沿空间路径曲线CMM通过测量头与鼠标外壳曲面接触获得其坐扫掠，进行曲面模型重建，然后通过延伸、求交、过渡、标点的数据。采用连续扫描方式测量自由曲面，点触(下转第96页)·基金项目：唐山学院科学研究基金资助项目(110011B)收稿日期：2011—12—15作者简介：秦红星(198

7、0一)，男，河北邯郸人，讲师，研究方向：CAD／CAM及数控加工。·93·设计与制造·机械研究与应用·动目标的图像帧和背景模型相减；再将计算结果在一有较大的相似性，无法很好检测出来。定阈值T限制下进行二值化，判断出当前图像中出结合电梯门系统的实际工作需要，光流法运算量现的偏离背景模型值较大的那些象素，则为出现的运大、对硬件要求高、实时性差；背景减法需要实时更新动目标像素J。由于运动物体和背景在灰度或色彩背景，其减慢了运算速度，在实际检验中不需要检测上存在差别，相减、阈值操作后得到的结果可直接给出运动目标是人还是其它物体，所以只需要对目标边出目标的位置