畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告挖掘機(jī)斗齒的逆向研究

1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題 目：挖掘機(jī)斗齒的逆向研究學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：200432905211專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化班 級(jí)：機(jī)2005-1班指導(dǎo)教師： 4一、 研究背景及意義逆向工程也稱反求工程(reverse engineering，re)、反向工程等，它起源于精密測量和質(zhì)量檢驗(yàn)，是設(shè)計(jì)下游向上游反饋信息的回路。簡單地說, 逆向工程就是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品模型, 反向推出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的過程。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí), 如果客戶給出的只是實(shí)物模型而沒有產(chǎn)品原始圖紙、文檔或cad模型數(shù)據(jù), 需要通過對(duì)已有產(chǎn)品實(shí)物進(jìn)行分析與測量, 重新得到制造產(chǎn)品所需的幾何模型和特性數(shù)據(jù), 即對(duì)其進(jìn)行數(shù)字化

2、處理, 使之能利用cad、cam、rpm、pdm及cims等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行處理,形成三維模型, 并最終復(fù)制出已有產(chǎn)品。也可以在此基礎(chǔ)上對(duì)已有的產(chǎn)品進(jìn)行剖析、理解和改進(jìn), 這樣的過程就稱為逆向工程。廣義的逆向工程是消化、吸收先進(jìn)技術(shù)的一系列工作方法的技術(shù)組合，是一門跨學(xué)科、跨專業(yè)的、復(fù)雜的系統(tǒng)工程。它包括影像逆向、軟件逆向和實(shí)物逆向等三方面。目前，大多數(shù)關(guān)于逆向工程的研究主要集中在實(shí)物的逆向重構(gòu)上，即產(chǎn)品實(shí)物的cad模型重構(gòu)和最終產(chǎn)品的制造方面，稱為“實(shí)物逆向工程”。這是因?yàn)椋阂环矫?，作為研究?duì)象，產(chǎn)品實(shí)物是面向消費(fèi)市場最廣、最多的一類設(shè)計(jì)成果，也是最容易獲得的研究對(duì)象；另一方面，在產(chǎn)品開發(fā)和制造

3、過程中，雖已廣泛使用了計(jì)算機(jī)幾何造型技術(shù)，但是仍有許多產(chǎn)品，由于種種原因，最初并不是由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（computer aided design，cad）模型描述的，設(shè)計(jì)和制造者面對(duì)的是實(shí)物樣件。為了適應(yīng)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，需要通過一定途徑將實(shí)物樣件轉(zhuǎn)化為cad模型，以期利用計(jì)算機(jī)輔助制造、快速原型制造和快速模具、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理或管理。同時(shí)，隨著現(xiàn)代測試技術(shù)的發(fā)展，快速、精確地獲取實(shí)物的幾何信息已變成現(xiàn)實(shí)。目前，這種從實(shí)物樣件獲取產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型并制造得到新產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)，已成為cad/cam系統(tǒng)中的一個(gè)研究及應(yīng)用熱點(diǎn)，并發(fā)展成為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的領(lǐng)域。在這一意

4、義下，“實(shí)物逆向工程”（簡稱逆向工程）可定義為：逆向工程是將實(shí)物轉(zhuǎn)變?yōu)閏ad模型相關(guān)的數(shù)字化技術(shù)、幾何模型重建技術(shù)和產(chǎn)品制造技術(shù)的總稱，是將已有產(chǎn)品或?qū)嵨锬Ｐ娃D(zhuǎn)化為工程設(shè)計(jì)模型和概念模型，在此基礎(chǔ)上對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行剖析、深化和再創(chuàng)造的過程。本課題是一個(gè)有實(shí)際意義的應(yīng)用課題，其意義表現(xiàn)為挖掘機(jī)斗齒的壽命較短的問題的解決方案提供實(shí)物的三維模型，以便于對(duì)斗齒的優(yōu)化后的重新生產(chǎn)。本課題在國內(nèi)外的研究較少，屬于較為新穎的題型。二、 研究內(nèi)容與目標(biāo)本課題為斗齒的生產(chǎn)提供模型參數(shù)依據(jù)，是斗齒實(shí)際生產(chǎn)中的重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。課題主要研究的內(nèi)容有：1. 針對(duì)斗齒外形的掃描方案及掃描儀的選擇。2. 基于軟件的三維掃描點(diǎn)

5、云數(shù)據(jù)的處理及特征的提取。3. 基于提取特征的三維數(shù)字建模課題研究的主要目標(biāo)：a) 針對(duì)斗齒的外形逆向，建出的三維模型與實(shí)物的形狀誤差滿足要求。b) 基于三維模型生產(chǎn)的斗齒的使用壽命高于原斗齒。三、 研究方法及思路針對(duì)挖掘機(jī)斗齒，要滿足配合精度及形狀要求，首先在外形的掃描上應(yīng)該滿足精度要求，其次在逆向和建模的處理上應(yīng)盡量保證高效。檢測系統(tǒng)使用三維激光掃描儀。該掃面儀具有高效高精度等特點(diǎn)。此次研究提出了一種較為簡潔的數(shù)據(jù)處理路線。從特征的提取入手，以斗齒的參數(shù)化建模為主要目的進(jìn)行主要特征的特征線提取，最后基于提取的特征進(jìn)行正向建模。該研究提出的逆向處理的路線的創(chuàng)新中，有兩點(diǎn)主要思想：1.從逆向的角度僅提取特征線，沒有用到曲面的處理。2.模型的生成是基于特征的參數(shù)化建模，而不是基于曲面的。該處理路線從以上兩點(diǎn)降低了常規(guī)逆向過程的復(fù)雜度，一定程度上提高工作效率。四、 研究實(shí)施方案檢測設(shè)備：一機(jī)廠進(jìn)口的7軸激光掃面測量儀。處理軟件：imageware及pro/e。制圖軟件：autocad操作系統(tǒng)：windows 7實(shí)施進(jìn)程第一階段：34周。制定檢測方案，熟悉三維建模和逆向軟件