面向快速原型制造的逆求技术.docx

面向快速原型制造的逆求技术.doc面向快速原型制造的逆求技术
摘要  逆求技术是一种应用非常广泛的新兴技术,在快速原型制造中具有重要作用。本文介铭绍了面向快速原型制造的逆求工程系统的结构体系、测抹量方法以及相应的数据处理诡手段,并指出了存在的问题和今后的发展方向。
关键匪词 逆求工程 快速原型制囱造测量数据处理
最近几年,快速原型制造(RPM)赳在我国得到迅速发展和推广蕊。它是为了快速响应市场的武需求变化,缩短产品开发周期而产生的。在实际生产中猱为了跟踪国外先进技术等诸述多原因,经常需要对样件进⒛行仿制。然而对于一些复杂的样件,如果采用传统的数驿据采集方法对实物进行测量慰建模非常困难,需要花费很俯长一段时间,快速原型制造q也随之失去了快速的意义。因此,研究适应快速原型制岽造的逆求技术具有非常重要Δ的意义。
快速原型制造与璇逆求工程的结合,在航空、伥航天、汽车、模具制造和医拎学诊断等方面都具有重要作镱用。随着新的测试技术与仪俘器的不断涌现以及CAGD亥的发展,有必要对适合于快涿速原型制造的逆求技术进行赓系统的研究,使之不再成为匙快速产品开发中的瓶颈问题腮。
本文介绍国内面向RP健M的逆求工程系统的测量技肮术、数据处理方法以及目前
肺存在的问题和今后的发展方幺向。
一面向RPM的逆求谱工程及其实现技术
1. 箍 逆求工程的结构体系
目锃前国内学术界对于逆求工程荭的定义并不统一,比较一致蚋的看法是指根据实物模型测榔得数据构造CAD模型,继而用于产品分析和制造。在烂快速原型制造中,逆求工程赆充分体现了RPM的独有特棉点,它可以经过CAD模型嗣也可以不经过CAD模型而噤直接生成快速成型机所需的苛数据信息,包含了从实物样纽件测量直至生成快速成型机Β的接口文件的全过程。由此捅可见,面向RPM的逆求工述程范围很广,实现方法也不咸尽相同,但都包含样件测量扭和数据处理两大基本组成部分,其最终目的就是给快速醴成型机提供能够精确成型实戬物样件所需的层片驱动文件亘。一个完整的逆求工程流程今如图1所示。
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图1逆求工程流程图

测量赠方法的选用是逆求工程中的笏一个非常重要的问题。每种隼方法都有其优缺点,应当根蚍据样件特点进行恰当的选择。获取三维面形信息的基本嬲方法可以分为接触式和非接
触式两种。在RPM中经常搏采用的测量方法如图2所示コ。
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图2 测量方法分类
坐标测量仪是一种广泛使用的接触式测量尜方法,测量精度可以达到±蹈微米。由于采用接触测量,崔整个测量过程始终需要人工妍干预,对于获得数据还需进㈧行基准归一化以及测头半径补偿,因而不适于对自由曲亍面等需要大量采集数据点的惮三维面形进行测量。
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图3激光三角形测棺量
在非接触三维形貌测量蚰中,基于激光的三角法由于蓦其系统结构简单、测量速度酏快,且具有实时处理能力,擗因而被广泛采用。它既可以隔逐点测量,也可以进行线光黑条测量。测量精度在毫米左谮右,采样速度可以达到每秒┕数万点。激光三角法测量原昴理如图3所示。激光沿投影戟光轴投射到物体表面,在另一个方向上,光点的像被C2CD接收,其几何关系为:
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其中f-成像系统焦距,h-龇目标平面相对物面的深度变备化,)=;\>-物距,)岔=;\>-CCD光斑的质心偏移。
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