第2章 逆向工程數(shù)據(jù)測(cè)量及處理

第2章逆向工程數(shù)據(jù)測(cè)量與處理2.1數(shù)據(jù)測(cè)量方法2.2數(shù)據(jù)處理流程2.3數(shù)據(jù)測(cè)量與處理實(shí)例2.1數(shù)據(jù)測(cè)量方法表面數(shù)據(jù)測(cè)量非接觸式接觸式光學(xué)式非光學(xué)式觸發(fā)式連續(xù)式

三角形法

結(jié)構(gòu)光法

激光干涉法

計(jì)算機(jī)視圖法

CT測(cè)量法MRI測(cè)量法

層切法

超聲波法圖2-1各種測(cè)量方法的分類(lèi)2.1數(shù)據(jù)測(cè)量方法三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)

——類(lèi)型按結(jié)構(gòu)形式分為：移動(dòng)橋式、龍門(mén)式、懸臂式、水平臂式、坐標(biāo)鏜床、臥式鏜床和儀器臺(tái)式等三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）將被測(cè)物體置于三坐標(biāo)機(jī)的測(cè)量空間，可獲得被測(cè)物體上各測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，經(jīng)計(jì)算可求出被測(cè)得幾何尺寸、形狀和位置?！獪y(cè)量原理——組成：——機(jī)械接觸式測(cè)頭測(cè)頭附件——測(cè)端為了擴(kuò)大測(cè)頭功能、提高測(cè)量效率以及探測(cè)各種零件的不同部位，常需為測(cè)頭配置各種附件，如測(cè)端、探針、連接器、測(cè)頭回轉(zhuǎn)附件等。測(cè)頭附件——探針探針是指可更換的測(cè)桿。在有些情況下，為了便于測(cè)量，需選用不同的探針。探針對(duì)測(cè)量能力和測(cè)量精度有較大影響，在選用時(shí)應(yīng)注意：1）在滿(mǎn)足測(cè)量要求的前提下，探針應(yīng)盡量短；2）探針直徑必須小于測(cè)端直徑，在不發(fā)生干涉條件下，應(yīng)盡量選大直徑探針；3）在需要長(zhǎng)探針時(shí)，可選用硬質(zhì)合金探針，以提高剛度。若需要特別長(zhǎng)的探針，可選用質(zhì)量較輕的陶瓷探針。測(cè)頭附件——連接器為了將探針連接到測(cè)頭上、測(cè)頭連接到回轉(zhuǎn)體上或測(cè)量機(jī)主軸上，需采用各種連接器。常用的有星形探針連接器、連接軸、星形測(cè)頭座等。測(cè)頭附件——回轉(zhuǎn)附件

對(duì)于有些工件表面的檢測(cè)，比如一些傾斜表面、整體葉輪葉片表面等，僅用與工作臺(tái)垂直的探針探測(cè)將無(wú)法完成要求的測(cè)量，這時(shí)就需要借助一定的回轉(zhuǎn)附件，使探針或整個(gè)測(cè)頭回轉(zhuǎn)一定角度再進(jìn)行測(cè)量，從而擴(kuò)大測(cè)頭的功能。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）－接觸式特點(diǎn)

接觸測(cè)量精度高，幾個(gè)um

可直接測(cè)量特征尺寸測(cè)量速度慢硬質(zhì)表面內(nèi)部尺寸受限制非接觸掃描儀VIVID910非接觸掃描儀ZScanner700快捷便于使用多功能性實(shí)用2.2數(shù)據(jù)處理流程數(shù)據(jù)預(yù)處理

目的：獲得完整、正確的測(cè)量數(shù)據(jù)以方便后續(xù)的造型工作。

主要工作：格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)過(guò)濾及平滑、分塊數(shù)據(jù)整合對(duì)齊、球頭半徑補(bǔ)償、數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)、數(shù)據(jù)分割1、格式轉(zhuǎn)換每一個(gè)CAD系統(tǒng)都有自己的數(shù)據(jù)文件，其系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)品模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和格式各不相同，極大地影響了設(shè)計(jì)和制造各部門(mén)之間或企業(yè)之間的數(shù)據(jù)傳輸和程序銜接的自動(dòng)化，給數(shù)據(jù)通訊帶來(lái)困難。主要的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)：IGES、STEP、STL等。在CMM和CAD/CAM系統(tǒng)之間以IGES格式傳輸數(shù)據(jù)成為標(biāo)準(zhǔn)的選擇和配置。2、球頭半徑補(bǔ)償二維自動(dòng)補(bǔ)償方法：

在測(cè)量時(shí)，將測(cè)量點(diǎn)和測(cè)頭半徑的關(guān)系都處理成二維情況，并將半徑計(jì)算編入測(cè)量程序中，在測(cè)量時(shí)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的測(cè)頭補(bǔ)償。

根據(jù)補(bǔ)償時(shí)間可分為實(shí)時(shí)自動(dòng)補(bǔ)償和事后數(shù)據(jù)處理補(bǔ)償。壓力矢測(cè)頭測(cè)頭球心軌跡物體輪廓觸點(diǎn)3．異常點(diǎn)（誤差點(diǎn)）處理采用人工交互檢查、調(diào)整的方法對(duì)于截面數(shù)據(jù)，若在同一截面的數(shù)據(jù)掃描中，存在一個(gè)點(diǎn)與其相鄰的點(diǎn)偏距較大——跳點(diǎn)，判斷的方法有：（1）直觀(guān)檢查法——屏幕上直接剔除；（2）曲線(xiàn)檢查法——根據(jù)點(diǎn)到擬合曲線(xiàn)（過(guò)首末點(diǎn)）的距離是否超過(guò)所給定的允差；（3）弦高差方法——根據(jù)點(diǎn)到弦（過(guò)檢查點(diǎn)前后兩點(diǎn)）的距離是否超差；數(shù)據(jù)拼合－最臨近點(diǎn)迭代(ICP)法＋初始對(duì)正確定兩點(diǎn)云數(shù)據(jù)的重疊區(qū)域ICP5．?dāng)?shù)據(jù)平滑目的：消除噪聲，以得到精確的模型和好的特征提取效果。采用平滑法處理方法，應(yīng)力求保持待求參數(shù)所能提供的信息不變。有平均法、五點(diǎn)三次平滑法和樣條函數(shù)法。2.3數(shù)據(jù)測(cè)量與處理實(shí)例例