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逆向工程的模具修复技术

2017/4/14    来源:互联网        
关键字:工程  技术  模具  修复  

    2.2 数据过滤

    由于测量时受到不可避免的误差和人为因素的影响,使采集点云并非完全落在实体上,会有大量的杂点(也称坏点)。用肉眼能够识别的杂点可以手工去除,其他可以采用标准高斯滤波法、平均滤波法和中值滤波法等去除,其中,高斯滤波法对保持原始数据的形貌有较好的效果,中值滤波在消除数据的毛刺方面效果较好。

    点云数据经过滤后更平滑和连贯,更贴合实物特征。

    2.3 数据精简

    过滤后的海量点云数据,在不损失模型特征的情况下需要精简,以提高后续的工作效率。方法如下:散乱点云可通过随机采样精简;扫描线点云和多边形点云可采用等间距缩减、倍率缩减、等量缩减、弦偏差等方法精简;网格化点云可采用等分布密度法和最小包围区域缩减。此外,还有空穴填补和基于面密度概念的数据简化法等。

    2.4 数据分块

    根据实体外形曲面类型,将不同自取面类型的数据划分为不同类型的数据域。

    点云分块有基于测量的分割和自动分割两类,其中,自动分割法包括基于边和基于面两种。点云数据分块后,经过曲面过渡、相交、剪裁等方法将多个分块的曲面组成一个整体模型,以实现曲面重构。

    点云数据预处理后所获得的纯净数据,将为后续模型重构奠定基础。

    三. 曲面重构

    曲面重构是逆向工程中最复杂、最关键的环节。曲面重构是将点云数据通过插值或者拟合构建近似实体原型的模型,主要包括曲面拟合和曲面建模两方面的内容。

    3.1 曲面拟合

    曲面拟合前,应合理规划几何特征、选择合适的算法和参数。曲面拟合后,应保证区域内的曲面拟合质量以及特征线的曲面连续性。

    曲面拟合主要有两种方法:

    一是由数据点拟合出样条曲线,并对样条曲线进行曲率分析,确定误差是否控制在允许范围内,否则要光顺处理,直至合格;然后利用三维造型软件拟合出曲面。

    二是直接对测量数据点进行曲面片拟合,再经过对曲面片的过渡、拼接、裁剪等操作完成曲面拟合。此时,要注意曲面之间保证曲率连续,对生成的曲面进行误差分析。

    3.2 曲面建模

    曲面建模目前主要是通过人工交互来实现。由于特征线是重构曲面的边界线,因此,利用特征线划分点云区域,再以特征线为中心,利用软件的点云数据处理、曲面修剪等功能,重构出完整的曲面模型。

    曲面模型的几何特征识别、曲面光顺性与精确性,有赖于建模人员的经验和技巧。

    四. 三维实体化与区域特征提取

    在对上述曲面模型生成实体的过程中,会产生破损小曲面片,此时,将所有曲面按特征划分为若干区域,对可能出现破碎片的图层进行检查,清除破损片体,然后再缝合,得到破损模具三维实体模型。

    将破损模具实体模型与标准模具模型分析对比,利用三维软件中的求差方法,获得破损区域三维数据模型,提取磨破损区域特征。

    通过编程软件对破损区域进行轨迹编程,将生成的代码通过机器人运行,在模具磨破损区域完成精确修补(如熔覆专用的金属粉末等)。

    五. 结语

    逆向工程技术提供了新的模具修复的技术手段,对于提高修复精度和效率、降低模具成本、延长模具使用寿命具有重要意义。利用逆向工程技术进行模具修复具有良好的发展前景。

责任编辑:张纯子
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