本文關(guān)鍵詞：基于逆向工程的石材藝術(shù)制品數(shù)控加工與檢測

  更多相關(guān)文章： 逆向工程 數(shù)控加工 數(shù)字化檢測 誤差分析

【摘要】：近年來,隨著國內(nèi)建筑裝潢業(yè)和數(shù)控加工技術(shù)的飛速發(fā)展,市場對制造精美的石材裝飾品需求大增,這促進了石材數(shù)字化設(shè)計及加工工藝的快速升級。石材藝術(shù)制品屬于寬公差的復(fù)雜曲面產(chǎn)品,其設(shè)計制造中相對弱化其尺寸精度強化美學(xué)品質(zhì);模型大多包含大量外形十分復(fù)雜的自由曲面,且表面曲率變化劇烈,制造材料屬硬脆材料,無論是數(shù)字化設(shè)計、加工還是檢測等,都有一定的難度。本文針對石材藝術(shù)制品的上述特點,將逆向工程技術(shù)應(yīng)用于立體石材藝術(shù)制品的設(shè)計、制造及檢測當中,旨在解決傳統(tǒng)石材藝術(shù)制品CAD/CAM/CAI的難題。通過運用逆向工程技術(shù)解決了傳統(tǒng)石材藝術(shù)品數(shù)字化設(shè)計難以實現(xiàn),設(shè)計人員勞動強度大、速度慢等問題。介紹了噪聲點的去除、數(shù)據(jù)簡化、多視點云對齊等逆向工程中的數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)。通過實際案例介紹了石材藝術(shù)制品數(shù)據(jù)采集流程和策略,分析了數(shù)據(jù)采集過程中產(chǎn)生誤差的原因。利用Geomagic Studio實現(xiàn)了石材工藝品實物模型的曲面重構(gòu),并對重構(gòu)模型進行了誤差評價,分析了誤差來源。通過實驗案例實現(xiàn)了從數(shù)字化測量、三維模型創(chuàng)建到刀具軌跡生成再到虛擬加工的一體化過程。針對石材工藝制品的硬脆屬性和特點以及加工裝備的特點,研究了基于HTM50200異型石材車銑加工中心的立體石材制品多軸銑削加工方法。將機械加工CAD/CAM思路應(yīng)用于石材加工中,通過對殘料模型的仿真分析、加工效率上的比較以及對生成刀軌的分析,總結(jié)出了適合立體石材藝術(shù)制品的基于CAM軟件的粗、精加工策略。在對石材藝術(shù)制品進行數(shù)控加工工藝分析的基礎(chǔ)上,編制粗加工、半精加工和精加工的刀具路徑,并對生成的NC代碼進行VERICUT模擬仿真驗證程序的正確性。本文研究了基于逆向工程的數(shù)字化比對檢測流程,研究了點云數(shù)據(jù)與CAD模型的粗配準、精配準以及偏差計算的相關(guān)理論。分別以三軸加工的大理石浮雕模型和五軸加工的立體石雕模型為對象,結(jié)合加工工藝方案和加工過程,利用Geomagic Qualify軟件,進行3D比較、偏差計算,并分析案例產(chǎn)生加工誤差原因。對于某些大型的浮雕,可以采用數(shù)字化比對技術(shù)來重新定位安裝工件,修正加工偏差;對于立體石雕,針對可能產(chǎn)生加工誤差的原因進行了具體分析,分解3D偏差測量數(shù)據(jù),結(jié)合機加工藝分析了機床加過程中哪個坐標軸存在誤差及誤差分布規(guī)律,從而判斷出制造過程存在哪些問題。驗證了該方法應(yīng)用于存在大量復(fù)雜曲面的石材工藝品三維輪廓加工精度檢測中真實有效。
【關(guān)鍵詞】：逆向工程 數(shù)控加工 數(shù)字化檢測 誤差分析
【學(xué)位授予單位】：沈陽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU754.4;TS932
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 引言13
• 1.2 逆向工程概述13-16
• 1.2.1 逆向工程定義13-14
• 1.2.2 逆向工程的應(yīng)用14-15
• 1.2.3 逆向工程核心技術(shù)15-16
• 1.3 異型石材數(shù)控加工技術(shù)16-19
• 1.3.1 石材品種的特性16-17
• 1.3.2 石材加工現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢17-18
• 1.3.3 基于逆向工程的數(shù)控加工研究現(xiàn)狀18-19
• 1.4 復(fù)雜型面數(shù)字化檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.5 課題研究的意義及主要內(nèi)容20-23
• 1.5.1 研究內(nèi)容20-22
• 1.5.2 研究意義22-23
• 第二章 逆向工程技術(shù)及理論基礎(chǔ)23-31
• 2.1 數(shù)據(jù)采集23-24
• 2.2 點云數(shù)據(jù)的概念及分類24
• 2.3 去除噪聲24-25
• 2.4 數(shù)據(jù)簡化25-27
• 2.5 多視點云對齊27
• 2.6 逆向三維建�；纠碚�27-30
• 2.6.1 典型的三角剖分算法28-29
• 2.6.2 NURBS曲線曲面的數(shù)學(xué)定義29-30
• 2.7 本章小節(jié)30-31
• 第三章 立體石材藝術(shù)制品數(shù)控加工技術(shù)研究31-41
• 3.1 五軸數(shù)控加工技術(shù)簡介31-33
• 3.1.1 五軸數(shù)控加工優(yōu)勢31-32
• 3.1.2 五軸數(shù)控加工種類和操作模式32-33
• 3.2 基于CAM軟件的刀具軌跡生成33-35
• 3.3 石材藝術(shù)制品數(shù)控加工工藝分析35-39
• 3.3.1 石材藝術(shù)制品加工特點35-36
• 3.3.2 石材粗加工策略的選擇36-38
• 3.3.3 石材精加工策略的選擇38-39
• 3.4 本章小節(jié)39-41
• 第四章 基于逆向工程的石材藝術(shù)制品建模與加工案例41-63
• 4.1 異型石材數(shù)據(jù)獲取41-44
• 4.1.1 數(shù)據(jù)獲取設(shè)備41
• 4.1.2 數(shù)據(jù)獲取的實現(xiàn)41-43
• 4.1.3 測量誤差的分析43-44
• 4.2 基于Geomagic Studio的曲面重構(gòu)44-49
• 4.2.1 曲面重構(gòu)過程44-47
• 4.2.2 重構(gòu)模型質(zhì)量評價47-49
• 4.3 基于UG的生肖猴模型多軸數(shù)控加工實驗49-54
• 4.3.1 實驗設(shè)備49
• 4.3.2 工藝方案分析49-51
• 4.3.3 五軸 3+2 加工程序編制51-54
• 4.3.4 加工代碼的生成54
• 4.4 基于VERICUT的數(shù)控加工仿真技術(shù)54-62
• 4.4.1 機床模型的構(gòu)建55-58
• 4.4.2 案例模型的加工仿真58-60
• 4.4.3 切削速度優(yōu)化60-62
• 4.5 本章小節(jié)62-63
• 第五章 異型石材數(shù)字化比對檢測與誤差分析63-79
• 5.1 引言63-64
• 5.2 點云數(shù)據(jù)的坐標配準64-71
• 5.2.1 優(yōu)化數(shù)學(xué)模型建立64-68
• 5.2.2 點云數(shù)據(jù)與CAD模型對應(yīng)點的粗配準68-70
• 5.2.3 基于ICP算法的精配準單位四元數(shù)法70-71
• 5.3 點云數(shù)據(jù)與CAD模型的偏差計算71
• 5.4 立體石材制品檢測案例與誤差分析71-76
• 5.4.1 點云與CAD模型比對71-73
• 5.4.2 可能產(chǎn)生加工誤差的原因分析73-74
• 5.4.3 案例實際加工誤差分析74-76
• 5.5 浮雕板材制品檢測案例76-78
• 5.6 本章小節(jié)78-79
• 第六章 結(jié)論79-81
• 6.1 結(jié)論79-80
• 6.2 展望80-81
• 參考文獻81-85
• 作者簡介85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85-87
• 致謝87-88

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 嚴慶光,李明哲,隋振;逆向工程在板類件多點成形中的應(yīng)用研究[J];塑性工程學(xué)報;2003年05期

2 田竹友,簡斌;逆向工程中數(shù)據(jù)的處理[J];北京機械工業(yè)學(xué)院學(xué)報;2004年02期

3 張海;付偉;;基于逆向工程的防護罩快速模具設(shè)計[J];煤礦機械;2007年11期

4 李彬;;逆向工程在模具工藝中的應(yīng)用研究[J];煤礦機械;2008年03期

5 趙潔;;逆向工程在模具設(shè)計與制造領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];裝備制造技術(shù);2009年07期

6 葛茂忠;項建云;孫建英;;基于逆向工程的快速模具設(shè)計與制造[J];模具技術(shù);2009年01期

7 徐連強;陳志祥;張家驊;;基于逆向工程的硅膠模具制造技術(shù)[J];新技術(shù)新工藝;2010年09期

8 曹丙起;曹s，

本文編號：601771