基于逆向工程的汽车尾灯罩曲面重构与数控加工研究

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1、瞎压斜技大爹论文题目：基于逆向工程的汽车尾灯罩曲面重构与数控加工研究学科门类：工学一级学科：机械工程培养单位：机电工程学院硕士生：杨飞导师：高东强教授2014年5月RESEARCHONCURVEDSURFACERECONSTRUCTIoNANDNCMACHININGOFAUToMoBILETAILLAMPSHADEBASEDoNREVERSEENGINEERINGAThesisSubmiaedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillment

2、oftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineerineScienceByFeiYangSupervisor：Prof．DongqiangGaoMay2014基于逆向工程的汽车尾灯罩曲面重构与数控加工研究摘要逆向工程是基于三维数字化测量，由实物模型或样件获取CAD模型的技术。相对于传统正向设计，逆向工程不仅是对先进产品技术吸收、消化和创新的重要手段，而且为复杂曲面零件的设计与制造提供了快速和有效的途径。本文以某汽车尾灯罩零件为例，研究其数据采集、数据处理、曲面重构和数控加

3、工的关键技术，实现了逆向工程中复杂曲面设计与加工的一体化。在数据采集方面，介绍了常见数据测量方式及其优缺点，分析了线激光三角测量法的原理及设备。结合LASER-RE600激光扫描机和汽车尾灯罩零件的特点，规划出了适合灯罩曲面的数据采集策略。分析数据采集时工件的预处理、设备的调整和扫描路线的制定，进而完成灯罩曲面数据的获取。在数据处理方面，文中利用GeomagicStudio系统对灯罩曲面点云的多视角拼合、点云去噪、数据精简等技术进行了大量实验研究。对于点云多视角拼合先采用三基准点法进行初始对齐实验，得出选取的三基

4、准点问的距离越大，点云初对齐的精度越高，然后再采用全局注册法对点云进行了二次精确对齐实验，得出将两种方法结合使用可以快速实现点云的精准拼合；对于灯罩点云数据的精简，分别采用最小距离法和曲率采样法，并依次给定不同的精简参数进行精简实验，得出了适合本文数据的精简方法和精简参数取值，进而完成了灯罩曲面点云的精简。在CAD模型重建方面，采用基于多边形网格的方法进行灯罩曲面的重构。对预处理后的灯罩点云，采用局部Delaunay三角剖分的方法进行三角剖分实验，得出剖分三角形越小，数量越多，拟合的三角曲面模型精度越高；对三角网

5、格模型中的复杂孔修补，给出先将复杂孔洞分解为简单孔，再对简单孔进行曲率填充的方法；通过实验分析了影响四边域NURBS曲面拟合精度的因素，得出了曲面拟合精度与四边域内划分格栅数和曲面控制点数有关，四边域内划分格栅数越多，曲面控制点数越多，曲面拟合精度越高；基于以上结论，完成了灯罩NURBS曲面的重构，并对其进行了精度评价。最后，将灯罩曲面模型导入Pro／ENGINEER软件中做了进一步处理，得到了汽车尾灯罩的完整CAD模型。在数控加工方面，分析指出了灯罩凹、凸模曲面在数控加工过程中遇到的问题和解决方法，得到了灯罩凹

6、、凸模零件的数控加工工艺方案。然后利用UGNX软件完成了零件数控加工程序的编制，并对各工序进行了NC加工仿真验证，证实了加工方案的合理性。关键词：逆向工程，汽车尾灯罩，NURBS曲面重构，数控加工IIRESEARCHONCURVEDSURFACERECoNSTRUCTIoNANDNCMACHININGoFAUToMoBILETAILLAMPSHADEBASEDoNREVERSEENGINEEIUNGABSTRACTReverseengineeringisatechnologyobtainingCADmodelfr

7、omphysicalmodelorsamplepiecebasedonthe3Ddigitalmeasurement．Comparedwiththetraditionaltop—downdesign，reverseengineeringisnotonlyanimportantmeansofabsorbing，digestionandinnovationfortheadvancedtechnologyproducts，butalsoprovidefastandeffectivewayforthedesignandm

8、anufacturingofcomplexcurvedsurfaceparts．Inthisthesis，anautomobiletaillampshadepartistakedasanexample，itskeytechnologiesofdataacquisition，dataprocessing，surfacereconstructionandnumericalco