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基于PRO-E的逆向工程关键技术研究

2020-12-07阅读(938)

基于PRO-E的逆向工程关键技术研究

论文摘要

随着市场竞争的日益激烈,如何减少产品的研发时间、减少研究经费已成为现代企业研究的一个热点。在工业领域中,逆向工程受到越来越多的重视,并且得到了广泛应用。逆向工程是一个从已有实物模型中获得该产品CAD模型的过程,适合于几何形状复杂、具有多个自由曲面的产品造型设计。逆向工程包括以下主要环节:数字化测量、数据预处理、模型重构。其中数字模型重构是逆向工程中最重要的研究课题之一。目前NURBS理论发展较为成熟,并且已成为CAD/CAM系统的通用标准。本文以实物的数字化模型重构为主要研究内容,研究和阐述了基于光学和接触式测量数据的数字化建模理论和方法。阐述了逆向工程数据处理的方法及其原理,主要内容有:多视点云的对齐、点云的滤波和精简,点云数据的分块以及点云数据的修补。研究了曲线曲面的基本理论,对曲面重构的基本理论和方法进行了论述,在NURBS理论的基础上分析了型值点和控制点对曲线曲面的不同作用,介绍了曲线曲面的数学模型,对现有的曲线曲面插值和拟合算法进行了研究、分析、归纳和总结;重点研究了NURBS曲线曲面的性质和特点,阐述了控制顶点和权因子在形状控制中的重要作用。介绍了软件PRO-E的主要功能及其主要模块,并以PRO-ENGINEER WILDFIRE 2.0为平台,对基于PRO-E的逆向工程技术进行了深入的研究;提出了利用Geomagic-studio和PRO-E协同进行曲面重构的方法,这是进行曲面重构的一条捷径。对用Geomagic-studio处理后的实物数据点云进行曲面重构研究,并对重新构造出的曲面的质量进行分析和评价。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 逆向工程概念及流程
  • 1.2 本课题研究的意义
  • 1.2.1 逆向工程的关键技术
  • 1.2.2 目前逆向工程技术中的不足之处
  • 1.3 国内外研究现状
  • 1.3.1 国外逆向技术的发展历史及研究现状
  • 1.3.2 国内研究现状
  • 1.4 逆向工程应用及常用的逆向工程软件
  • 1.4.1 逆向工程的应用
  • 1.4.2 常用的逆向工程软件
  • 第2章 测量数据的预处理
  • 2.1 引言
  • 2.2 数字化测量方法
  • 2.3 多视点云数据的对齐
  • 2.4 噪音点的去除
  • 2.4.1 噪音点产生的原因
  • 2.4.2 常用的噪音点的去除方法
  • 2.5 数据的平滑处理
  • 2.6 测量数据修补
  • 2.7 点云数据的分块依据
  • 2.8 数据处理实例
  • 2.8.1 去除噪声点
  • 2.8.2 数据的精简
  • 2.8.3 数据的修补
  • 第3章 曲面重构理论与方法
  • 3.1 连续的概念
  • 3.2 Bezier曲线/曲面理论
  • 3.3 B-spline曲线/曲面理论
  • 3.3.1 B-spline曲线方程
  • 3.3.2 B-spline曲线性质
  • 3.4 NURBS曲线/曲面
  • 3.4.1 NURBS曲线/曲面的数学模型
  • 3.4.2 NURBS曲线/曲面优点
  • 3.5 NURBS曲线曲面的反算
  • 3.6 基于有序点的B样条插值与逼近
  • 3.6.1 B样条插值
  • 3.6.2 双三次B样条插值曲面的反算
  • 3.6.3 B样条曲线的逼近
  • 3.7 曲面的构造方法
  • 第4章 基于PRO-E的曲面重构
  • 4.1 Pro/ENGINEER软件简介
  • 4.1.1 Pro/E软件中逆向模块
  • 4.1.2 Pro/SCAN-TOOLS
  • 4.1.3 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0的其他逆向工具
  • 4.2 基于Pro/E的曲面重构方法
  • 4.3 花键的曲面重构实例
  • 4.3.1 数据的来源
  • 4.3.2 导入测量数据
  • 4.3.3 构造轮廓曲线
  • 4.3.4 构造花键的数字模型
  • 4.4 小猪模型的曲面重构实例
  • 4.4.1 数据的来源
  • 4.4.2 测量数据的预处理
  • 4.4.3 在PRO/E中导入处理后的数据
  • 4.4.4 曲线重构
  • 4.4.5 曲面重构
  • 4.4.6 对曲面的编辑和光顺
  • 第5章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录

    • 相关论文文献

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