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Proe逆向建模关键技术之数据获取

发布日期:2014-07-19  来源:百佳学习邦  作者:李勇  浏览次数:1067
核心提示:数据获取是Proe逆向工程的第一个步骤,数据的获取通常是利用一定的测量设备对零件表面进行数据采样,得到的是采样数据点的笛卡尔坐标值。数据获取的方法大致分为两类: 1、接触式。 2、非接触式。
proe逆向建模关键技术
数据获取
数据获取是Proe逆向抄数的第一个步骤,数据的获取通常是利用一定的测量设备对零件表面进行数据采样,得到的是采样数据点的笛卡尔坐标值。数据获取的方法大致分为两类:
1、接触式。
2、非接触式。
 
接触式方法是在机械手臂的末端安装探头,使其与零件表面接触来获取表面信息,目前最常用的接触式测量系统是三坐标测量机。的坐标测量机多采用机械探针等触发式测量头,其原理是通过编程规划扫描路径进行点位测量,每一次获取被测形面上一点的X\Y\Z坐标值,但测量速度很慢。上世纪九十年代初,英国和意大利等国的企业制造了新一代位移传感器的扫描测量头,该测量头可以在工件上进行滑动测量,连续获取表面的坐标信息,目前,三坐标测量机的空间运行速度达到每稍近九百毫米,探测精度也可达0.001毫米。CMM的优点是测量精度高,对被测物的材质和色泽无特殊要求,对不具有复杂内部型腔、特征几何尺寸多、只有少量特征曲面的零件而言,CMM是一种非常有效并且可靠的三维数字化手段;缺点是不能对软物体进行精密测量。CMM价格昂贵,对使用环境要求高,测量速度慢,测量数据密度低,测量过程需人工干预,还需要对测量结果进行探头损伤及探头半径补偿,无法测量小于测头的坑面,这些不足限制了它在快速反求领域中的应用。
Proe逆向建模关键技术之数据获取
 
非接触式方法采用光、声、磁等非接触介质来获取零件表面信息,可分为主动式测量和被动式测量。常用的非接触式测量方法包括:
1、激光结构光扫描法。
2、面投影光栅法。
3、数字照相系统。
4、计算机断层扫描法。
激光线结构光扫描测量法是一种基于三角测量原理的主动式结构光编码测量技术,亦称为光切法,通过将线状激光束投射到三维物体上,利用CCD摄取物面上的二维变形线图像,即可解算出相应的三维坐标。每个测量周期可获取一条扫描线,物体的全轮廓测量是通过多轴可控机械运动辅助实现的。这类测量方法的扫描速度可达到每秒钟一万五个个点,测量精度在正负0.01mm之间,价格适中,对测量对象型面的光学特性要求不高。
 
面投影光栅法是一类主动式全声三角测量技术,通常采用普通白光将正弦光栅或矩形光栅投影于被测物面上,根据CCD摄取的变形光栅图像,根据变形光栅图像中条纹像素灰度值的变化,可解算出被测物面的空间坐标。这类测量方法具有很高的测量和较高的精度,是近年发展起来的一类较好的三维传感技术。
 
计算机断层扫描技术最具代表的是基于X射线的CT扫描机,它是以测量物体对X射线的衰减系数为基础,用数学方法经过计算机处理而重建断层图像。这种方法最早是应用于医疗领域,目前已经用于工业领域,即工业CT,是对中空物体的无损三维测量。这种方法是目前较先进的非接触式的检测方法,它可对物体的内部形状、壁厚、材料,尤其是内部构造进行测量。该方法同样能够获得被测件内表面数据,而且不破坏被测件,但它存在造价高、测量系统的空间分辨率低、获得数据时间长、设备体积大、只能获得一定厚度截面的平均轮廓等缺点。
 
层析法是一种破坏式测量方法,将待测的零件原型填充后,采用逐层铣削和逐层光扫描相结合的方法获取零件原型不同位置截面的内外轮廓数据,并将期货使用获得零件三维数据。层析法可对有孔及内腔的物体进行测量,不足之处在于这种测量是破坏的、不可逆的过程。
 
立体视觉测量是根据同一个三维空间点在不同空间位置的两个或多个摄像机的图像中的视差,以及摄像机之间位置的空间几何关系来获取该点的三维坐标值。立体视觉测量方法可以对处于两个或多个摄像机共同视野内的目标点进行测量,而无需伺服机构等扫描装置。立体视觉测量面临的最大困难是空间牲点在多幅数字图像中提取,以及匹配的精度与准确性等问题。近来出现了将具有空间编码的结构光投射到被测物体表面制造测量特征的方法,有效解决了测量特征提取和匹配的问题,但在测量精度与测量点的数量上仍需改进。
 
数据获取是逆向工程准确建模的基础,获取数据的质量会直接影响到后续的曲面重构的质量。测量后得到的原始数据往往存在冗余和噪声,要经过数据预处理才可进行曲面拟合及CAD(Proe)建模。数据预处理的工作一般包括多视角数据拼合、数据删减与修补、去除噪点等。
 
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