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通用航空論文范文第1篇

關(guān)鍵詞：光學(xué)測量，逆向工程，航空鈑金制造，測量分析

在先進的計算機輔助技術(shù)集成應(yīng)用，逆向工程則是非常重要的一個例子，也能構(gòu)成計算機集成制造系統(tǒng)的重要一個分支。當(dāng)前的逆向工程主要則是體現(xiàn)出對于實物進行有效的逆向重構(gòu)的過程，就是能進行相關(guān)的實物的CAD模型重構(gòu)，以及能夠制造相關(guān)的 最終產(chǎn)品[1]。

對于數(shù)據(jù)測量來說，利用相關(guān)的測量方法以及設(shè)備，能夠用離散的幾何點來表示物體的表面形狀，通過有效的坐標(biāo)來表示，通過相關(guān)的計算機信息技術(shù)，有效保證復(fù)雜曲面的制造、改進以及建?；顒?。所以，能夠有效對于工件表表面的數(shù)據(jù)進行高效、高精度的采樣處理，這則是逆向工程的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是最為基本且不可或缺的基本步驟，直接影響到測量數(shù)據(jù)以及最終模型的質(zhì)量，影響工程的質(zhì)量以及效率問題。

1 逆向設(shè)備的測量方法概述

當(dāng)前，針對多種多樣的產(chǎn)品表面數(shù)據(jù)測量方法來說，具有不相同的測量原理。對于逆向工程測量過程中，應(yīng)該注重測量方法選擇，因為，這將影響到測量本身的經(jīng)濟性、速度以及精度，以及涉及到后續(xù)的數(shù)據(jù)類型和處理方式都存在不同。相應(yīng)的零件表面以及測量探頭的接觸情況下，對于零件表面數(shù)據(jù)在逆向工程中的獲取方式，主要包括非接觸式以及接觸式兩種。接觸方式根據(jù)相應(yīng)的測量探頭不同，則包括連續(xù)式以及觸發(fā)式兩種。在相應(yīng)的非接觸式的原理中，可以看出，包括非光學(xué)式以及光學(xué)式[2]。其中，對于非光學(xué)式測量中，主要有層析法、超聲波法、MRI測量法和CT測量法；在光學(xué)式測量中，主要包括激光干涉法、計算機視覺法、結(jié)構(gòu)光法、激光衍射法、三角形法等。

2光學(xué)測量系統(tǒng)及測量數(shù)據(jù)特征分析

2.1 ATOS&Tritop光學(xué)測量系統(tǒng)

經(jīng)過分析，當(dāng)前最為成熟的三維形狀測量方法則是結(jié)構(gòu)光法，這也是典型的非接觸式測量方法，應(yīng)用范圍非常廣泛，其中的典型代表則是ATOS測量系統(tǒng)。對于其ATOS掃描頭來說，主要包括兩個高分辨率的工業(yè)CCD相機以及相對應(yīng)的光柵投影單元構(gòu)成，通過有效的結(jié)構(gòu)光測量，能夠讓一組具有相位信息的光柵條紋在光柵投影單元的幫助下，有效投影到側(cè)臉工件的表面。根據(jù)立體相機測量的原理，能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率數(shù)碼相機的同步測量，這樣就能把物體的三維數(shù)據(jù)以及表面高密度在較短時間內(nèi)獲取。通過相關(guān)的參考點拼接技術(shù)，能夠有效自動對齊相關(guān)的不同位置的測量數(shù)據(jù)，完成全部的掃描結(jié)果。

根據(jù)Tritop拍照測量定位系統(tǒng)來說，對于掃描大而復(fù)雜的零件情況下，為了能夠?qū)τ趯ο笊系膮⒖键c能夠穩(wěn)定地控制，在實際中，應(yīng)該定義ATOS的坐標(biāo)測量系統(tǒng)中，利用好Tritop參考點。

2.2測量數(shù)據(jù)特征分析

根據(jù)測量的數(shù)據(jù)進行分析，主要可以包括網(wǎng)格化點、散亂點以及有序點等三種類型。針對ATOS光學(xué)測量系統(tǒng)進行分析，其相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)就是具有散亂無序的特點。對于核磁共振成像、CT層法的得到的點云數(shù)據(jù)來說，在一系列的平行平面中分布相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)點，能夠通過小線段對于平面內(nèi)距離最小的相關(guān)鄰接點進行順序連接，這樣就可以得到相應(yīng)的平面一組三角數(shù)據(jù)。

3 光學(xué)測量系統(tǒng)ATOS&Tritop的應(yīng)用思考與探索

3.1 在工裝制造中的應(yīng)用分析

針對工裝成形的鈑金零件設(shè)計過程中，可能存在不符合要求的零件的表面質(zhì)量以及幾何形狀等問題，這往往是由于零件存在間隙不當(dāng)以及變形回彈的問題所致。要想讓準(zhǔn)確的回彈角度在工裝上設(shè)計并不容易，而是經(jīng)過在實踐中進行反復(fù)的處理才能達到滿意效果。另外，對于早期的工裝制造來說，往往都是通過有效的圖紙加工以及樣板加工而成，目前，這種方式已經(jīng)被成熟的數(shù)控技術(shù)所代替。對于長期使用的工裝來說，存在一定的報廢以及磨損問題，這就涉及到應(yīng)該正確應(yīng)用逆向工程技術(shù)問題。針對光學(xué)測量系統(tǒng)ATOS&Tritop來說，其具有測量精度高、速度快、范圍廣的特點，所以，通過相應(yīng)的光學(xué)測量系統(tǒng)，能夠?qū)τ诎褜嵨镞M行CAD數(shù)字模型的有效轉(zhuǎn)換具有明顯好處，能夠保證數(shù)控加工的有效性，進行有效的工裝處理。

3.2 光學(xué)測量系統(tǒng)在展開毛料中的應(yīng)用

通過對于毛料的準(zhǔn)確展開，能夠保證有效對于原材料的節(jié)省，使得修邊工作量大大減少，另外，還能有效保證具有一定的成形改善條件，從而，保證成形質(zhì)量進一步大大提高。根據(jù)長期實踐和經(jīng)驗，可以看出，針對形件的毛料形狀問題具有相關(guān)的不少研究，涉及到具體的很多算法，比如，分區(qū)計算法、滑移線法，就最近幾年還提出了相應(yīng)的流體模擬法以及電模擬法等。上述這些方法具有不同的特點，也就是適應(yīng)于不同的范圍，大多都是局限于平底飯金件。針對毛料外形計算，其中涉及到的因素眾多，但是，其中的對應(yīng)的關(guān)系比較難以進行定量的把握。因此，對于毛料外形的精確計算就存在一定難度。應(yīng)該充分利用計算機信息的快速發(fā)展，有效對于鈑金件進行毛料的計算都是通過應(yīng)用程序完成。

但是，不可否認(rèn)，利用計算機進行毛料展開計算具有一定的局限性，對于外形較為復(fù)雜、雙曲度比較高的零件則是不太適用。在實際的生產(chǎn)情況下，還以應(yīng)該對于工裝過程中的零件進行有效校正工作。通過有效的光學(xué)測量系統(tǒng)ATOS，能夠保證計算機采集相應(yīng)的校展件的外形輪廓數(shù)據(jù)，就是完成在數(shù)控下料機床的生產(chǎn)過程，保證有效使得零件的生產(chǎn)效率大大提高，明顯提升毛料質(zhì)量。

4結(jié)束語

光學(xué)測量系統(tǒng)TOS&Tritop是當(dāng)前進行逆向工程中較為成熟的有效進行點云采集的措施，能夠具備測量精度高、速度快、范圍大的特點，但是，也存在一定的不足之處，就是對于周圍環(huán)境要求較高，對于表面變化劇烈的物體、物體內(nèi)部形狀則無法進行有效測量。

參考文獻：