[發明專利]一種未知自由曲面建模方法

在審

• 申請號: 201510099995.6
• 申請日: 2015-03-06
• 公開（公告）號: CN104750914A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 陳岳坪;崔星星;盧海燕;陳大偉;李書平
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 周晟

技術領域

本發明涉及工程建模領域，具體涉及一種未知自由曲面建模方法。

背景技術

隨著航空、航天、造船、汽車及模具工業的飛速發展，曲線曲面的應用越來越廣泛，對曲面零件高效率、高精度的建模及測量的要求也越來越高，不斷提高機械零件的檢測精度一直是科研人員的研究熱點。采用激光掃描等非接觸式的測量，可以快速進行曲面的建模，但是受到曲面材質和表面顏色紋理等因素的影響，檢測精度不太高，無法得到足夠精度的建模效果；并且對于未知CAD模型的曲面，由于沒有進行參照的模版，因而不能進行自動檢測掃描，無法完成未知曲面模型的建立，只能通過手動模式進行掃描建模。因此，研發出一種對于未知自由曲面的自動建模方法是很有必要的。

發明內容

本發明旨在提供一種未知自由曲面建模方法，該方法克服了目前未知自由曲面建模中存在的模型精度低、建模效率低的缺點，具有步驟簡單、精度高、效率高的特點。

本發明的技術方案如下：一種未知自由曲面建模方法，包括以下步驟：

1)對未知自由曲面進行三坐標測量機手動測量，將測點排列成矩陣形式，手動測量后得到測量數據文件A，利用軟件將測量數據文件A生成CAD曲面A，并對CAD曲面A沿法矢方向根據測頭半徑參數進行偏置處理，得到偏置CAD曲面；

2)對上述偏置CAD曲面應用網格法生成測量點；利用三坐標測量機自帶的測頭半徑補償方法對上述測點進行自動測量，測量后得到測量數據文件B；

3)將測量數據文件B作為基準數據文件，通過軟件生成基準CAD曲面；對基準CAD曲面應用網格法生成測量點，利用三坐標測量機的測頭半徑補償功能對上述測量點進行自動測量，測量后得到測量數據文件C；

4)計算測量數據C與步驟3)生成的基準CAD曲面的平均距離偏差，若平均距離偏差小于預設的誤差值，則將測量數據文件C通過軟件生成最終CAD曲面，作為最終建模結果；若平均距離偏差大于預設的誤差值，將測量數據文件C的數據作為測量數據文件B的數據，重新進行步驟3和4。

所述的步驟1中，偏置處理為將CAD曲面沿法矢方向進行偏置，偏置的距離為測頭的半徑，偏置公式為：

P_d＝P±d·N(x,y,z)????????????????(1)

式中，P(x,y,z)為給定平面，P_d(x,y,z)為與其距離為d的等距曲面，N(x,y,z)表示對應的(x,y,z)位置處的單位法矢量。

所述步驟4中的平均距離偏差ε，其計算公式如下

ϵ=(Σj=1nαj)/n;---(2)]]>