數(shù)字化模型和3D打印技術(shù)為復(fù)雜曲面的制造提供了可能,表面的宏觀幾何形貌對機(jī)構(gòu)整體機(jī)械性能影響較大,故需要對其宏觀幾何形貌進(jìn)行檢測。目前,可以采用三坐標(biāo)測量技術(shù)進(jìn)行檢測,但是其效率比較低,不能與3D打印成型的速度相匹配。采用手持式三維激光掃描儀可以快速獲取表面點(diǎn)云,但是獲取表面點(diǎn)云的效率和一致性受人工經(jīng)驗(yàn)的影響較大,不能應(yīng)用于智能制造領(lǐng)域。因此,如何對3D打印件的宏觀幾何形貌檢測并且針對不符合宏觀幾何形貌要求的區(qū)域進(jìn)行修補(bǔ)是一個(gè)普遍存在的問題。機(jī)器人和三維掃描技術(shù)的結(jié)合為3D打印件的宏觀幾何形貌檢測提供了可能,與此同時(shí)將3D打印與機(jī)器人結(jié)合形成一個(gè)高柔性的多次成形實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),根據(jù)宏觀幾何形貌缺陷的點(diǎn)云,可以應(yīng)用于缺損部位的修補(bǔ)。面向3D打印的工業(yè)機(jī)器人+三維掃描應(yīng)用技術(shù)研究以點(diǎn)云配準(zhǔn)為基礎(chǔ),提出了基于工業(yè)機(jī)器人的三維掃描方案以及宏觀幾何形貌缺陷的檢測方案,同時(shí)以FDM工藝為例,針對缺損部位進(jìn)行了修補(bǔ)操作。針對3D打印件成型表面點(diǎn)云的特征進(jìn)行了分析,設(shè)計(jì)了基于ICP算法的點(diǎn)云配準(zhǔn)方案。將UR5工業(yè)機(jī)器人作為執(zhí)行機(jī)構(gòu),搭載三維掃描儀進(jìn)行快速掃描,獲取表面掃描點(diǎn)云。將獲取的掃描點(diǎn)云與基準(zhǔn)點(diǎn)云進(jìn)行... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 掃描路徑規(guī)劃
        1.2.2 缺失區(qū)域補(bǔ)齊
        1.2.3 幾何形貌檢測
    1.3 本文主要研究內(nèi)容和工作
2 面向3D打印件表面點(diǎn)云配準(zhǔn)
    2.1 3D打印件表面點(diǎn)云特征
    2.2 ICP配準(zhǔn)算法的基本理論
        2.2.1 ICP算法的原理
        2.2.2 剛體變換矩陣參數(shù)求解
    2.3 3D打印件表面點(diǎn)云配準(zhǔn)方案
    2.4 3D打印件表面點(diǎn)云配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)
        2.4.1 完整表面點(diǎn)云的配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)
        2.4.2 缺失表面點(diǎn)云的配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)
3 基于工業(yè)機(jī)器人的表面點(diǎn)云獲取
    3.1 3D打印件表面點(diǎn)云獲取方案
    3.2 工業(yè)機(jī)器人快速掃描路徑規(guī)劃
    3.3 3D打印件表面點(diǎn)云完整性檢測
    3.4 表面點(diǎn)云缺失區(qū)域路徑規(guī)劃
        3.4.1 表面點(diǎn)云聚類分析
        3.4.2 表面點(diǎn)云缺失最小包容球
        3.4.3 缺失區(qū)域補(bǔ)齊掃描路徑規(guī)劃
    3.5 掃描實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)
        3.5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建
        3.5.2 掃描實(shí)驗(yàn)及評(píng)價(jià)
4 3D打印件宏觀幾何形貌缺陷檢測
    4.1 點(diǎn)云公差球
    4.2 點(diǎn)云誤差球
        4.2.1 點(diǎn)云誤差球概念
        4.2.2 點(diǎn)云誤差球求解算法
    4.3 宏觀幾何形貌缺陷判定準(zhǔn)則
    4.4 宏觀幾何形貌缺陷檢測實(shí)驗(yàn)
5 基于點(diǎn)云的機(jī)器人協(xié)作式增材修補(bǔ)
    5.1 被測物表面三維信息獲取
    5.2 宏觀幾何形貌缺陷判定及邊界提取
    5.3 基于機(jī)器人多次成形實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    5.4 機(jī)器人路徑規(guī)劃及修補(bǔ)實(shí)驗(yàn)
6 結(jié)論和展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 法線點(diǎn)云搜索方案
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]FDM 3D打印件缺陷產(chǎn)生原因及處理方法的研究[J]. 胡碧康,周麗紅.  表面工程與再制造. 2017(06)
[2]FDM三維成型樣品缺陷的工藝分析與研究[J]. 文成,徐少華,安芬菊,王宇林,列智豪.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2017(05)
[3]隧道三維點(diǎn)云孔洞修復(fù)方法[J]. 錢伯至,藍(lán)秋萍.  測繪工程. 2017(03)
[4]基于3D打印技術(shù)的并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)研究[J]. 薛國芳.  機(jī)床與液壓. 2017(03)
[5]機(jī)器人激光三維掃描技術(shù)在殼體自動(dòng)測量中的應(yīng)用[J]. 陶京新,劉大亮,胡文剛,劉偉,黃紹宇.  制造業(yè)自動(dòng)化. 2017(01)
[6]激光金屬成形缺陷在線檢測與控制技術(shù)綜述[J]. 解瑞東,魯中良,弋英民.  鑄造. 2017(01)
[7]改進(jìn)的ICP算法在三維模型配準(zhǔn)中的研究[J]. 楊軍,張瑤,黃亮.  計(jì)算機(jī)科學(xué)與探索. 2018(01)
[8]大型復(fù)雜零件的三維掃描測量精度研究[J]. 鄭鵬,韓雨萌.  電大理工. 2016(03)
[9]基于逆向工程的再制造零件表面缺陷模型設(shè)計(jì)[J]. 邊培瑩.  機(jī)械制造. 2016(05)
[10]三維激光掃描技術(shù)在異形產(chǎn)品表面加工質(zhì)量檢測中的應(yīng)用[J]. 劉國超,梁輝.  勘察科學(xué)技術(shù). 2015(04)

博士論文
[1]基于點(diǎn)表示的幾何體的造型與繪制研究[D]. 權(quán)勇.吉林大學(xué) 2009

碩士論文
[1]三維激光點(diǎn)云的處理及重建技術(shù)研究[D]. 文瑞潔.北京工業(yè)大學(xué) 2016
[2]點(diǎn)云數(shù)據(jù)的壓縮算法研究[D]. 楊璐璟.中南大學(xué) 2014
[3]大型組合式回轉(zhuǎn)體重心評(píng)價(jià)及其去重平衡研究[D]. 孫捷夫.大連理工大學(xué) 2014
[4]基于改進(jìn)的ICP算法的點(diǎn)云配準(zhǔn)技術(shù)[D]. 張蒙.天津大學(xué) 2013
[5]數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在接觸網(wǎng)檢測數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[D]. 田野.西南交通大學(xué) 2005



本文編號(hào)：2914457