本發(fā)明涉及機(jī)械零件的計(jì)算機(jī)逆向工程造型技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用逆向工程構(gòu)建的進(jìn)氣管的方法。
背景技術(shù)：
逆向工程是將產(chǎn)品實(shí)物原型轉(zhuǎn)化為數(shù)字化模型的相關(guān)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、數(shù)字化測(cè)量技術(shù)和幾何模型重建技術(shù)的總稱(chēng)，是消化、吸收先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品快速開(kāi)發(fā)的重要技術(shù)手段。逆向工程技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和社會(huì)生活等諸多領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用。
在工業(yè)生產(chǎn)中存在這樣一批零件：其幾何模型可以使用一組有限的實(shí)體基元，一組幾何變換操作和一組布爾集合操作來(lái)表達(dá)，其中實(shí)體基元有球、直角六面體、圓柱體、圓錐體、正錐體等，幾何變換操作為平移、比例、旋轉(zhuǎn)，布爾幾何操作包括交、并、差。這類(lèi)零件稱(chēng)為結(jié)構(gòu)實(shí)體零件。
對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)體零件實(shí)行逆向工程技術(shù)，若直接運(yùn)用現(xiàn)有的流程，首先要獲取零件的形貌數(shù)據(jù)，若使用激光傳感器，則可以快速獲取零件的形貌數(shù)據(jù)，但可能存在以下問(wèn)題：激光傳感器獲得的一般是海量的散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)，不易實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、快速的數(shù)據(jù)處理；激光傳感器的測(cè)量精度不高，且測(cè)量結(jié)果容易受到機(jī)械振動(dòng)、系統(tǒng)噪聲、光照和待測(cè)量零件表面粗糙度等因素的影響，可能因測(cè)量數(shù)據(jù)精度不足導(dǎo)致重建模型不合格；激光傳感器不能獲取深孔、凹槽等內(nèi)部特征的形貌數(shù)據(jù)，可能因測(cè)量數(shù)據(jù)不完整導(dǎo)致重建模型部分特征的丟失。
若使用接觸式傳感器采集零件的形貌數(shù)據(jù)，則測(cè)量數(shù)據(jù)的精度很高，但可能存在以下問(wèn)題：接觸式測(cè)量速度慢，測(cè)量效率低下，若要獲得較密集的測(cè)量數(shù)據(jù)則非常耗時(shí)；接觸式測(cè)量過(guò)程沒(méi)有明確測(cè)量要素的指導(dǎo)，數(shù)據(jù)采集過(guò)程存在一定的盲目性，若采集數(shù)據(jù)稀疏則容易遺漏恢復(fù)設(shè)計(jì)參數(shù)所必要的測(cè)量數(shù)據(jù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種利用逆向工程構(gòu)建的進(jìn)氣管的方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。
本發(fā)明提供了一種利用逆向工程構(gòu)建的進(jìn)氣管的方法，包括以下步驟：
(1)利用反求設(shè)備光學(xué)測(cè)量?jī)x對(duì)原型產(chǎn)品實(shí)物進(jìn)行光學(xué)三維掃描與測(cè)量，通過(guò)幾何變換操作和布爾運(yùn)算操作獲取三維草圖模型；
(2)以三維草圖模型為基礎(chǔ)，求解建立三維模型所需要的幾何約束，然后將所需幾何約束轉(zhuǎn)化為測(cè)量要素，并完成測(cè)量要素的測(cè)量步驟規(guī)劃與測(cè)量路徑規(guī)劃；
(3)用便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，按求解獲得的測(cè)量步驟與測(cè)量路徑對(duì)實(shí)體零件進(jìn)行測(cè)量；
(4)生成原型實(shí)體模型并修改得到新產(chǎn)品的實(shí)體模型，用catia軟件對(duì)原型產(chǎn)品實(shí)物曲面模型進(jìn)行原型實(shí)體模型的重構(gòu)，對(duì)尺寸進(jìn)行修改獲得新的產(chǎn)品實(shí)體模型；
(5)對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行力學(xué)分析、模態(tài)分析、疲勞分析、可靠性分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用ansys軟件對(duì)新產(chǎn)品力學(xué)分析、模態(tài)分析、疲勞分析、可靠性分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)；
(6)根據(jù)ansys軟件對(duì)新產(chǎn)品分析結(jié)果，再對(duì)原型產(chǎn)品實(shí)物曲面模型進(jìn)行裁剪和縫合，從而創(chuàng)建出零件的實(shí)體模型。
較佳地，所述的幾何變換包括平移、比例或旋轉(zhuǎn)。
較佳地，所述的布爾運(yùn)算包括交、并或差運(yùn)算。
較佳地，所述的幾何約束包括結(jié)構(gòu)約束和尺寸約束。
本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于：
本發(fā)明提供了一種利用逆向工程構(gòu)建的進(jìn)氣管的方法，為結(jié)構(gòu)實(shí)體零件提供精簡(jiǎn)而完整的測(cè)量要素及其測(cè)量路徑規(guī)劃，使結(jié)構(gòu)實(shí)體零件的接觸式逆向測(cè)量過(guò)程有明確的測(cè)量路徑指導(dǎo)；無(wú)需設(shè)計(jì)復(fù)雜的海量數(shù)據(jù)處理算法，避開(kāi)特征識(shí)別、設(shè)計(jì)參數(shù)還原等難以實(shí)時(shí)、正確、完整實(shí)現(xiàn)的環(huán)節(jié)，提高結(jié)構(gòu)實(shí)體零件逆向工程模型重建的穩(wěn)定性與可靠性；該方法算法簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明提供的方法流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種利用逆向工程構(gòu)建的進(jìn)氣管的方法，包括以下步驟：(1)利用反求設(shè)備光學(xué)測(cè)量?jī)x對(duì)原型產(chǎn)品實(shí)物進(jìn)行光學(xué)三維掃描與測(cè)量，通過(guò)幾何變換操作和布爾運(yùn)算操作獲取三維草圖模型；(2)以三維草圖模型為基礎(chǔ)，求解建立三維模型所需要的幾何約束，然后將所需幾何約束轉(zhuǎn)化為測(cè)量要素，并完成測(cè)量要素的測(cè)量步驟規(guī)劃與測(cè)量路徑規(guī)劃；(3)用便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，按求解獲得的測(cè)量步驟與測(cè)量路徑對(duì)實(shí)體零件進(jìn)行測(cè)量；(4)生成原型實(shí)體模型并修改得到新產(chǎn)品的實(shí)體模型，用catia軟件對(duì)原型產(chǎn)品實(shí)物曲面模型進(jìn)行原型實(shí)體模型的重構(gòu)，對(duì)尺寸進(jìn)行修改獲得新的產(chǎn)品實(shí)體模型；(5)對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行力學(xué)分析、模態(tài)分析、疲勞分析、可靠性分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用ansys軟件對(duì)新產(chǎn)品力學(xué)分析、模態(tài)分析、疲勞分析、可靠性分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)；(6)根據(jù)ansys軟件對(duì)新產(chǎn)品分析結(jié)果，再對(duì)原型產(chǎn)品實(shí)物曲面模型進(jìn)行裁剪和縫合，從而創(chuàng)建出零件的實(shí)體模型。
進(jìn)一步地，所述的幾何變換包括平移、比例或旋轉(zhuǎn)。
進(jìn)一步地，所述的布爾運(yùn)算包括交、并或差運(yùn)算。
進(jìn)一步地，所述的幾何約束包括結(jié)構(gòu)約束和尺寸約束。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種利用逆向工程構(gòu)建的進(jìn)氣管的方法，包括以下步驟：利用反求設(shè)備光學(xué)測(cè)量?jī)x對(duì)原型產(chǎn)品實(shí)物進(jìn)行光學(xué)三維掃描與測(cè)量，通過(guò)幾何變換操作和布爾運(yùn)算操作獲取三維草圖模型；以三維草圖模型為基礎(chǔ)，求解建立三維模型所需要的幾何約束，然后將所需幾何約束轉(zhuǎn)化為測(cè)量要素，并完成測(cè)量要素的測(cè)量步驟規(guī)劃與測(cè)量路徑規(guī)劃；用便攜式坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，按求解獲得的測(cè)量步驟與測(cè)量路徑對(duì)實(shí)體零件進(jìn)行測(cè)量；生成原型實(shí)體模型并修改得到新產(chǎn)品的實(shí)體模型，用catia軟件對(duì)原型產(chǎn)品實(shí)物曲面模型進(jìn)行原型實(shí)體模型的重構(gòu)，對(duì)尺寸進(jìn)行修改獲得新的產(chǎn)品實(shí)體模型；對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行力學(xué)分析、模態(tài)分析、疲勞分析、可靠性分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用ansys軟件對(duì)新產(chǎn)品力學(xué)分析、模態(tài)分析、疲勞分析、可靠性分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)；根據(jù)ansys軟件對(duì)新產(chǎn)品分析結(jié)果，再對(duì)原型產(chǎn)品實(shí)物曲面模型進(jìn)行裁剪和縫合，從而創(chuàng)建出零件的實(shí)體模型。該方法為結(jié)構(gòu)實(shí)體零件提供精簡(jiǎn)而完整的測(cè)量要素及其測(cè)量路徑規(guī)劃，使結(jié)構(gòu)實(shí)體零件的接觸式逆向測(cè)量過(guò)程有明確的測(cè)量路徑指導(dǎo)；無(wú)需設(shè)計(jì)復(fù)雜的海量數(shù)據(jù)處理算法，避開(kāi)特征識(shí)別、設(shè)計(jì)參數(shù)還原等難以實(shí)時(shí)、正確、完整實(shí)現(xiàn)的環(huán)節(jié)，提高結(jié)構(gòu)實(shí)體零件逆向工程模型重建的穩(wěn)定性與可靠性；該方法算法簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)。
以上公開(kāi)的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明實(shí)施例并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。