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【数控培训】用混合制模法推进传统设计框架
已阅[334]次[2014/10/23]

在现有的CAD技术与数字外形取样和处理技术之间存在着一种互补关系,由于这种互补关系导致产生了一种称为混合制模的工艺,它将以扫描为基础的测量能力与外形为基础的制模能力紧紧地结合在一起。

在过去的10年中,数字外形取样和处理技术(DSSP)已经发展成为CAD补充技术和产品开发技术,帮助成千上万的客户将3D扫描数据转换成数字模型,用于产品的设计、分析、生产和视频演示。

DSSP软件能够自动地通过点阵数据生成NURBS表面图形,使用户能够精确地捕捉和重建物理零件的形状。实践证明,这种功能对于以下应用领域是非常理想的:

(1)捕捉物理设计图形和创建原型。

(2)复制原始零件、模具和工具

(3)复制有机的复杂形状。

(4)为模具制造业和CAE应用领域准备模型。

(5)对独特零件进行批量用户化处理。

近年来,在现有的CAD技术与数字外形取样和处理技术(DSSP)之间存在着一种互补关系,由于这种互补关系导致产生了一种称为混合制模的工艺,它将以扫描为基础的测量能力与外形为基础的制模能力紧紧地结合在一起。

本文主要探讨了混合制模方法的优点,并说明如何使用它为一台水泵叶轮创建准确的参数模型,模具厂可以利用这个模型制造用于铸造生产用的模具。

结合一切力量

传统的CAD模型是根据对2D和3D实体结构顺序逐一定义的方法创建的。正如说明性模型所描述的那样,CAD操作人员依靠他们的技术和经验,利用这些实体参数来控制物体的合成形状,制作创建新的设计图形。所完成的参数模型为生成多种变量提供了极大的灵活性,因为这些变量可以利用其形态和功能,应用于多次反复的设计和快速实验之中(见图1)。


图1  在模具制造业中使用的传统CAD模型及其具有挑战意义的典型实例


当利用草图制作模型时,采用传统的CAD方法虽然很好,但当用户面临复杂表面图像时,传统方法则存在着一些缺点。它需要花费大量的时间和精力,而且还不能保证可以获得一个精确的模型。在某些情况下,要用一个以外形为基础的方法来复制表面图像几乎是不可能的,因为对控制物体形状的参数进行鉴别和定量分析是很困难的。

混合制模法为克服传统CAD复制复杂表面图像所存在的缺点提供了一个解决方案。基本的几何参考图形,例如数据、曲线和原始特性,可以通过3D扫描数据进行测量和提取。这种工艺可以很容易的在CAD与DSSP软件之间运行,以平衡每一个程序,使其以最好的方式运行。

捕捉物理零件图形

该工艺的第一步是捕捉现有的物理零件图形。作为举例说明的叶轮通过“白光”扫描系统进行扫描,该系统使用两台高分辨率的摄像机来捕捉投射在零件表面上的轮廓图形。然后通过三角测量法来测量零件上的几百万个测量点,分析这些图形,最后生成一个点阵图。

由于零件的光亮表面,需要应用粉末涂层降低其反射率,以免对投射图形发生干扰。形状的复杂性要求其从多个不同的位置进行多次扫描,以提供叶轮表面的全部可见光线(

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