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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>>

郑州大学
郑州大学

快速原型制造中反求工程关键技术的研究

快速原型制造技术(RPM)是现代技术的前沿,在RPM中引入反求工程(RE),具有十分重要的意义,实现了RE/RPM间的信息集成,从而形成了一个集设计、制造、检验于一体的快速反馈设计系统。所以,随着现代计算机技术及测试技术的发展,利用CAD/CAM技术、先进制造技术来实现产品实物的反求工程,已成为CAD/CAM领域的一个研究热点,并成为反求工程技术应用的主要内容。本论文以扫描线点云数据为研究对象,着重在点云数据的处理、反求工程与快速原型制造的集成和曲面重构等几个关键技术环节进行了深入的研究和讨论。本论文主要完成的工作有以下几点:(1)点云数据的处理:主要从点云数据的获取、点云数据的分类及点云数据的预处理等几个方面进行了深入研究。提出了非定最小距离数据精简算法与中值滤波和加权中值滤波相结合的混合滤波数据平滑算法。并通过实例说明了整个数据预处理过程的算法原理和数据处理,且验证了其有效性。(2)反求工程(RE)与快速原型制造(RPM)的...  (本文共78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>>

《机械设计》2004年02期
机械设计

面向快速原型制造的形状反求关键技术

运用反求技术进行形状、精度、材料和性能反求是先进制造系统中的重要环节。就反求技术的前景看 ,基于计算几何学 ,面向快速原型制造的形状反求技术潜力较大 ;在这个狭义反求范畴内 ,要求能够准确、快捷地重构原型体的CAD模型。这种在物理原型和数学描述之间建立一个闭环量化关系的方法虽然不是反求工程的全部 ,但是 ,建立这种有效的可逆量化关系是反求工程的基础。借助构造任意数据点到曲面的有向距离函数理论 ,采用局部切平面族逼近原型曲面的方法实现原型物体CAD模型的快速重建。1 基于散乱点云构造局部切平面1.1 算法思路及基本概念基于三坐标测量机采集的散乱数据点云 ,通过某点的邻域点集构造局部切平面作为原型面的局部线性逼近 ,进而构造出一个局部切平面族来逼近原型面 ;用欧几里德最小生成树对各个局部切平面的法矢方向进行调整 ,使各个局部切平面的法矢方向与原型面上相应的局部法矢方向一致 ,即法矢一致化。应用MarchingCubes法进行轮廓追踪...  (本文共3页) 阅读全文>>

昆明理工大学
昆明理工大学

反求工程在工业设计中的应用研究

反求工程是从实物模型测得的数据,构造出该物体CAD模型,继而将这些模型用于产品的分析和制造。相对于传统的正向设计方式,反求工程适用于只有产品或实物模型,没有产品图纸的条件下实现产品的制造。因此,反求工程在机械、航空、航天、医疗等领域的应用日益广泛并得到了越来越多的重视。工业设计是提高产品市场竞争力的有力工具,然而在我国,工业设计仍未发挥其应有的作用,其中有一个重要的原因,就是由于设计环境和设计手段的局限,限制了设计师的创造能力的发挥以及和工程技术人员有效的交流与协调。使得新产品的开发效率低下,进展缓慢。工业设计需要一种新的设计手段和思路。尽管反求工程目前由于自身发展的不成熟,主要用于仿制、复制,但它在产品引进、复杂曲面建模等方面有其独到的优势,因此,如果应用工业设计中,进行产品的改进创新设计,将能发掘出巨大的潜力。本论文根据反求工程的技术流程,利用现有的软硬件设施,尝试将反求工程引入到工业设计中,通过对一系列产品的三维测量、数据...  (本文共111页) 本文目录 | 阅读全文>>