逆向工程模型精度评价.doc

2010年第27期SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONO职校论坛o272272逆向工程模型精度评价李鑫朱海勇（鹤壁职业技术学院机电工程学院河南鹤壁458030）［M 要】運向工程重建中得列的模型和实扬样徉的谋点刃虑有多犬：关系所建立的模型旻否可以接爱；我们从連向工程的过程出发■崔分 析获点来源■产生原因■以及&种決盖大小时最终CAD樓观的衫响的基及上•提出樓型精度评价的指标和有效的策略关链词】運向工稅；廡型输度钾输2722721概述在逆向过程中.我们从产品的实物棋5!取建谢到了产甜的CAD 模？0但是，匪构的CAD模型能否表现了产品实務？两X之何的溟睦 有多大？ 度评价主婪解决以下问題：1.1由逆向工程重建中得到的餓战和实物样件的涣左到底右多人； 1.2所建立的模型是否吋以接受；这购个何题评价数学模型的精度•即甫建得到的CAD模?8这就 甩模型评价包括的两个方面：一是通过比较数据模型和CAD模型的 塾异来评价模型精度；二是对模型的光顺性能即曲血质墩进行评价下面我们从逆向工思的过程出发•在分析谋绘来源•产生原因•以 及各科误差大小对最终CAD模型的影响的基础上，提出模型梢度评 价的指标和有效的谋差控制策略’2误差的种类2.1原型溟密 由于逆向工程是根据实物原型来虫构模盘的•但是. 嫌产品在制逍时会存在IW造淇杀.使实物儿何尺寸和设汁参数之间存 在偏差•如果原那是使用过的•还存金瞎损误差。

原St课差一般较小■ 其大小一般在原设计的尺寸公冬范国内•对使用过的产品町以根据使 用年限•考虑加上磨损*另外实物的表面粗糙度会形响数据的测域 梢度2.2测域谀弟 关于测址決型的内容柳面已经讲过，在就不必赞述c 2.3数据处理误差数据处理是対测址数据进行平潸及转抉数期 平滑有时可能僉丢失特证信息，而数据转换又称标变换，主耍 用于多视数据的重定位，受测址范国的限制•当零件的外表和内腔都 需要测址时■测掠过程律要分多次完成•因为毎次测倣的坐标系足不 同的，而造型必须在一个坐标系下进行■这就存在一个数抿的坐标变 换问題3模型精度评价指标精度反映逆向棋朋和实物模型和产品差距的大小评价折标分为 整体指标和局部指标•还可以分为竝化指标和非fit化指标非址化指 标主婴用于曲91质最评价，整体折标是描实物或模?S总体指标•如整 体几何尺寸、体积、面积（表面积）以及几何特征间的几何约束关系•如 孔、榜之间的尺寸和定位关系；局部指标足指曲面片与实物对应曲更 的偏离程度最化指标是指精度的数備的大小，非址化指标主嬰用于曲面模《! 的评价•如曲面的光顾性等•主耍通过曲面的高斯曲率分布、光照效 果、法矢和主曲率图检脸光顺效果■并参照人的感官评价。

4參数曲面的几何连续性与多数曲线类似•参效逹续性同样不能确切度域曲而连接的光顺 性鑫数曲而的连续性也需耍几何连续性來评价如果两曲fij具有公共的连接线.則称它幻楚位就连续的或是G0 的•曲面的零阶儿何连续G0勺零阶参数连续Q也址一致的炳参数 HHIHI的G'连续性又称为刃平撕的连续住•具定义为：当貝仅为胸曲曲 沿它们的公共连搖线处处具右公共的切平面或公共的曲面法线时，两 曲面沿该公共连接线足貝有G1连续性或是G的旷连续又称曲率连 续连续性要求沿公井连接线处处在所有的方向都具有公共的拄 曲率•其条件甦：当轻仅当两曲面沿着它们的公共连接线处具有公共 的切平而外•又有公共的主曲率•及在陷个主曲率不相等时•具有公共 的主方向5曲面品质分析5.1抵述 曲面品质分析的方法主要是分析曲面的光顺性，尽管可 以通过曲面的曲率变化来评价光顺效果•但是无具体的曲率值作为依 据•多数场合还是以人的眼光来判斯曲面是否光顺因此•曲而的光煩 性评价归入非&t化捋标°5.2曲而的光顺处理曲而的光顺处理主耍有下面两种方式:①将曲面的光顺性转换成 网格线的光焕性问题处理;②根据曲面特有的一些於对曲面进行光順 处理■而不仅仅考虑曲面的网格线•具体的方法有能量法、最小二乗 法•冋弹法、基样条法、阅率法、磨光法（凰亏修正法）等。

在本次设计 中•选用最小二乘注进行光帧性处理6精度■化指标6.1概述 庄实际的工程应用中，通常足用测at点到曲面模型的距 務来作为模肝圧否准确的一种判定指标在逆向工桎中，实物样件已 经数字化•可以用一系列的采样点来描述实物样件，因此•实物样件与 模刊曲而之何的供星.可以通过采样点与棋型曲面之阿的保差表示 校瑕与实物的对比问題转换为计算点到曲面的距离•其精度指标可以 采用以下儿个莎离IS标表示：掖大斷离、平均距离和距离谋差估计审 对组合曲面可以分别计算各个子曲面的距离指标，而且采样点不必选 择所有的测鼠点，只需从测at点集中选取一些点作为鑫考点即可当 采样参考点到曲面模住的距离侑标的般大值不超过给定的阀值，则可 以认为敢建模5?是合格的6.2点到曲面的最小距离令点Q到曲而Hw）的JR近点是P（ua）.则在点P（%v）的邻域内有 D—IP-QI.矢械（P-Q）必须与曲面在P（3）的法矢方向相同因而，点 到曲面的畑小距离问題可以转化为计其点在摩数曲面r （u.v）上的投 影，而投影方向为曲面的法矢一般的•空间任意点在曲面的投影可以 表示为Q4R 严 （5-1）k.xrJ式中・P为Q亦曲面上的投影；R为点Q到曲面r （u,v）的最短距 h签“菁为参数曲面的個导数€作者简介：李鑫（I981.5-）•另•河命興里人，长安大耶机核设计制逢区其・ 动化令亞华址・#历歩转■学位孚士 •现任義于角呈口业技*•丰Bt机电工€1学 庇•机电一休化技术裁研主斛主任。

［贵任壊辑；■成猱］272。