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面向快速原型制造的反求工程关键技术研究

快速原型制造(RP&M)是当代制造业的新兴技术,属前沿课题。反求工程与快速原型制造结合,将从根本上改变传统的产品设计、制造模式。但是,当前的反求技术还无法达到与快速制造技术的匹配。本文在探讨了面向RP&M的反求工程的科学体系与框架的基础上,从数据预处理、网格划分、光滑曲面构造、STL文件信息处理等方面进行了系统、深入地研究,以期实现RE/RP&M的有机集成,从而提高快速产品开发的能力。首先,根据RP技术中STL文件的特点,有针对性地提出了离散数据的预处理和网格划分的具体方法。基于神经网络的数据修补,自动数据分块、以及自适应卡尔曼滤波等多种技术手段的使用,解决了当前在数据预处理方面存在的难点问题。云状数据的基于物理的网格划分和选点三角剖分等方法的提出,进一步丰富和发展了网格划分的内容,显著地提高了网格的生成质量。其次,以现代微分几何学为工具,系统研究了光滑曲面的C~1和G~1构造方法:指出了初始网格的细分标准,并就此给出了均匀细分  (本文共130页) 本文目录 | 阅读全文>>

燕山大学
燕山大学

面向快速原型制造的形状反求关键技术的研究

缩短产品的开发周期是赢得市场竞争优势的前提和保证。快速原型制造RPM(Rapid Prototyping Manufacture)技术因其制造速度敏捷和技术的高度柔性而受到人们的青睐。对于一些复杂的样件,通用造型软件很难或者根本无法直接重建其CAD模型。反求工程RE(Reverse Engineering)技术的发展给RPM技术提供了数据来源,两者的集成形成了一个集设计、制造与检测的闭环反馈系统,经过这样的设计反复,可使产品更臻完善。目前RE和RPM技术虽能匹配,但不理想,其原因是现有RE中的一些技术不能满足RPM的要求,因此要对其进行改进。本文主要工作有:用径向基神经网络对测量数据进行修补,并运用Matlab语言编程对数据修补进行仿真试验;空间三角网格直接划分是反求工程领域里研究的瓶颈问题,本文研究了一种3D空间网格直接划分算法,解决了以往二维划分方法需要分片投影的不足,算法由边界环扩展、分裂到最终边界环的封闭三个基本操作元素...  (本文共87页) 本文目录 | 阅读全文>>

《机械制造》2001年06期
机械制造

快速原型制造与反求工程集成的几个关键技术

[1]快速原型制造   快速原型制造 (RPM, Rapid Prototyping Manufacturing)是一种基于离散和材料累加原理的制造新技术。该技术突破了制造业的传统模式,特别适合于新产品的开发、单件或少批量产品试制等。 RPM技术涉及 CAD/CAM技术、数据处理技术、 CNC技术、测试传感技术、激光技术等多种机械、电子技术、材料技术和计算机软件技术,是各种高技术的综合应用。   广义的反求工程包括形状 (几何 )反求、工艺和材料反求等多个方面,是一个复杂的系统工程。目前,大多数有关反求工程问题的研究都集中在将实物样件转变成可制造的 CAD模型。在快速原型制造技术中引入反求工程,对设计的原型产品进行数字化、 CAD曲面重构和快速成型制造。可以反复设计,反复制造,提高效益,减少成本。快速原型制造技术集成反求技术的快速产品反求系统,可以加速新产品开发,缩短产品研制周期。集成系统如图 1所示。   快速原型制造技术与反...  (本文共3页) 阅读全文>>

《计算机辅助设计与制造》2000年10期
计算机辅助设计与制造

复杂曲面反求工程建模方法与实例

随着快速原型制造(RPM)技术及各种坐标测量设备的推广应用,反求工程作为一门新兴学科越来越受到人们的关注和重视。反求工程内容比较广,在CAD领域是指从一个已有的物理模型或实物零件产生出相应的CAD模型的过程。与传统意义的仿形制造不同,反求工程主要是将原始物理模型转化为工程设计概念或设计模型,为产品改型或创新设计提供依据。将RPM与反求工程结合起来,一方面为提高工程设计、加工、分析的质量和效率提供充足的信息,另一方面为充分利用先进的CAD/CAE /CAM技术对现有产品进行再创新工程服务。本文通过几个复杂曲面零件的反求工程CAD建模实例,说明这一技术的过程和方法。一、 反求工程曲面建模方法通常情况下,复杂形状曲面建模由通用CAD/CAM完成。这类商品化CAD/CAM软件一般采用NURBS曲面方法完成建模,技术比较成熟,功能丰富。但是,在反求工程中,面对数据量大、边界不规则、散乱排列的测量输入数据,由通用CAD/CAM软件处理起来有...  (本文共2页) 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

反求工程CAD建模中点云数据区域分割及特征约束重构技术研究

随着计算机、数控、激光测量技术的高速发展,以及新的原理、技术的不断引入,反求工程已经成为消化、吸收先进技术,实现新产品快速开发的重要设计手段,被广泛应用于汽车、摩托车、飞机、家用电器、模具等产品的改型设计与创新设计。本文以产品设计意图与测量意图理解为着眼点,以重建支持产品创新的参数化特征模型为目标,围绕反求工程CAD建模中的特征、约束及参数化等关键技术展开研究。从特征模型重建及反求与设计相结合的角度给出了反求工程特征与约束的定义、分类及表达。将反求工程特征划分为底层提取特征、高层组合特征及B-Rep单元/体素特征三个层次,分析了各层次特征空间的构成及不同特征层次之间的映射关系。提出了在通用CAD系统支持下基于特征及约束进行反求工程CAD建模的策略。区域分割与特征识别密不可分,是设计意图理解及模型重建的基础。基于点云数据的三维划分及散乱点曲率变化建立了空间散乱数据边特征栅格提取的数学模型,并根据边特征栅格的空间位置及曲面栅格的连通...  (本文共116页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

基于截面特征的反求工程CAD建模关键技术研究

反求工程是针对已有产品原型,消化、吸收和挖掘蕴含在其中的涉及产品设计、制造和管理等各个方面的原理和知识的一系列分析方法、手段和技术的综合。近年来,随着特征技术的引入,基于特征的反求工程逐渐成为反求工程新的发展方向,受到广泛的研究和关注。目前,在基于特征的反求工程中,有关曲面特征处理的研究已经比较深入,可以方便的直接从点云数据中提取二次曲面特征、简单自由曲面特征和过渡曲面特征,基本形成了一种基于曲面特征的反求工程CAD建模方法。与之相比,截面特征作为模型重建中的一类重要元素,其相关处理技术研究却很少,还没有形成基于截面特征的反求工程CAD建模方法。本文针对这一问题,在总结基于特征的反求工程建模CAD方法的基础上提出了基于截面特征的反求工程CAD建模方法,研究了该方法的实现流程、系统框架和关键技术,并分析了运用该方法进行反求工程建模的优势。在总结了相关的数学基础和技术基础后,指出了在基于特征的反求工程中实现该方法的可行性。在基于截面...  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

反求工程CAD混合建模理论与方法研究

反求工程是将实物模型转化为工程概念和CAD模型的一系列技术方法的总称,已经发展成为现代设计方法学中的一个重要分支。随着计算机技术和几何造型技术的发展,反求工程己不再满足于简单的产品仿制,而是基于实物模型的产品创新。为了增强反求模型的二次设计能力,从而支持产品创新,本文研究了反求工程CAD混合建模方法及其关键技术。混合建模即将正向设计和反求工程相结合,从测量数据中提取出可以重新进行参数化设计的特征、约束及设计意图,进行再设计,完成CAD模型。本文给出了基于该建模方法的基本框架,特征和约束的定义、分类及表达。在模型分析基础上引入树的概念,建立反求工程CAD建模树,确定建模方法和步骤。讨论了混合建模方法的主要研究内容,并研究了二次曲面特征和过渡曲面特征提取。自由曲面重构是反求工程重要研究内容之一,重构曲面质量的影响因素包括逼近精度和光顺性,除此而外,还要求重构曲面与周边相邻曲面达到一定的连续性。文中给出了重构区域划分原则和基于切片法的...  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>