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通用航空論文范文第1篇

關(guān)鍵詞：光學(xué)測(cè)量，逆向工程，航空鈑金制造，測(cè)量分析

在先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)集成應(yīng)用，逆向工程則是非常重要的一個(gè)例子，也能構(gòu)成計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的重要一個(gè)分支。當(dāng)前的逆向工程主要?jiǎng)t是體現(xiàn)出對(duì)于實(shí)物進(jìn)行有效的逆向重構(gòu)的過(guò)程，就是能進(jìn)行相關(guān)的實(shí)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(duì)于數(shù)據(jù)測(cè)量來(lái)說(shuō)，利用相關(guān)的測(cè)量方法以及設(shè)備，能夠用離散的幾何點(diǎn)來(lái)表示物體的表面形狀，通過(guò)有效的坐標(biāo)來(lái)表示，通過(guò)相關(guān)的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，有效保證復(fù)雜曲面的制造、改進(jìn)以及建模活動(dòng)。所以，能夠有效對(duì)于工件表表面的數(shù)據(jù)進(jìn)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(cè)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(wèn)題。

1 逆向設(shè)備的測(cè)量方法概述

當(dāng)前，針對(duì)多種多樣的產(chǎn)品表面數(shù)據(jù)測(cè)量方法來(lái)說(shuō)，具有不相同的測(cè)量原理。對(duì)于逆向工程測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)該注重測(cè)量方法選擇，因?yàn)椋@將影響到測(cè)量本身的經(jīng)濟(jì)性、速度以及精度，以及涉及到后續(xù)的數(shù)據(jù)類(lèi)型和處理方式都存在不同。相應(yīng)的零件表面以及測(cè)量探頭的接觸情況下，對(duì)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(cè)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(duì)于非光學(xué)式測(cè)量中，主要有層析法、超聲波法、MRI測(cè)量法和CT測(cè)量法；在光學(xué)式測(cè)量中，主要包括激光干涉法、計(jì)算機(jī)視覺(jué)法、結(jié)構(gòu)光法、激光衍射法、三角形法等。

2光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量數(shù)據(jù)特征分析

2.1 ATOS&Tritop光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)

經(jīng)過(guò)分析，當(dāng)前最為成熟的三維形狀測(cè)量方法則是結(jié)構(gòu)光法，這也是典型的非接觸式測(cè)量方法，應(yīng)用范圍非常廣泛，其中的典型代表則是ATOS測(cè)量系統(tǒng)。對(duì)于其ATOS掃描頭來(lái)說(shuō)，主要包括兩個(gè)高分辨率的工業(yè)CCD相機(jī)以及相對(duì)應(yīng)的光柵投影單元構(gòu)成，通過(guò)有效的結(jié)構(gòu)光測(cè)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(jī)測(cè)量的原理，能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率數(shù)碼相機(jī)的同步測(cè)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(shí)間內(nèi)獲取。通過(guò)相關(guān)的參考點(diǎn)拼接技術(shù)，能夠有效自動(dòng)對(duì)齊相關(guān)的不同位置的測(cè)量數(shù)據(jù)，完成全部的掃描結(jié)果。

根據(jù)Tritop拍照測(cè)量定位系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，對(duì)于掃描大而復(fù)雜的零件情況下，為了能夠?qū)τ趯?duì)象上的參考點(diǎn)能夠穩(wěn)定地控制，在實(shí)際中，應(yīng)該定義ATOS的坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)中，利用好Tritop參考點(diǎn)。

2.2測(cè)量數(shù)據(jù)特征分析

根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，主要可以包括網(wǎng)格化點(diǎn)、散亂點(diǎn)以及有序點(diǎn)等三種類(lèi)型。針對(duì)ATOS光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行分析，其相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)就是具有散亂無(wú)序的特點(diǎn)。對(duì)于核磁共振成像、CT層法的得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，在一系列的平行平面中分布相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)，能夠通過(guò)小線段對(duì)于平面內(nèi)距離最小的相關(guān)鄰接點(diǎn)進(jìn)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(cè)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(duì)工裝成形的鈑金零件設(shè)計(jì)過(guò)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(wèn)題，這往往是由于零件存在間隙不當(dāng)以及變形回彈的問(wèn)題所致。要想讓準(zhǔn)確的回彈角度在工裝上設(shè)計(jì)并不容易，而是經(jīng)過(guò)在實(shí)踐中進(jìn)行反復(fù)的處理才能達(dá)到滿意效果。另外，對(duì)于早期的工裝制造來(lái)說(shuō)，往往都是通過(guò)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(duì)于長(zhǎng)期使用的工裝來(lái)說(shuō)，存在一定的報(bào)廢以及磨損問(wèn)題，這就涉及到應(yīng)該正確應(yīng)用逆向工程技術(shù)問(wèn)題。針對(duì)光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)ATOS&Tritop來(lái)說(shuō)，其具有測(cè)量精度高、速度快、范圍廣的特點(diǎn)，所以，通過(guò)相應(yīng)的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，能夠?qū)τ诎褜?shí)物進(jìn)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(jìn)行有效的工裝處理。

3.2 光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)在展開(kāi)毛料中的應(yīng)用

通過(guò)對(duì)于毛料的準(zhǔn)確展開(kāi)，能夠保證有效對(duì)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(jìn)一步大大提高。根據(jù)長(zhǎng)期實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，可以看出，針對(duì)形件的毛料形狀問(wèn)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(jì)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(diǎn)，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(duì)毛料外形計(jì)算，其中涉及到的因素眾多，但是，其中的對(duì)應(yīng)的關(guān)系比較難以進(jìn)行定量的把握。因此，對(duì)于毛料外形的精確計(jì)算就存在一定難度。應(yīng)該充分利用計(jì)算機(jī)信息的快速發(fā)展，有效對(duì)于鈑金件進(jìn)行毛料的計(jì)算都是通過(guò)應(yīng)用程序完成。

但是，不可否認(rèn)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行毛料展開(kāi)計(jì)算具有一定的局限性，對(duì)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(shí)際的生產(chǎn)情況下，還以應(yīng)該對(duì)于工裝過(guò)程中的零件進(jìn)行有效校正工作。通過(guò)有效的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)ATOS，能夠保證計(jì)算機(jī)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(jī)床的生產(chǎn)過(guò)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(yǔ)

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

參考文獻(xiàn)：