CN102054101A - 一种复杂端面圆管的逆向建模方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于数字化设计领域，涉及一种复杂端面圆管的逆向建模方法。逆向建模的步骤如下：划对齐线；制作硫酸纸图；图形扫描；数据转换；建立圆管一端复杂端面的实体图形；获得圆管另一端复杂端面的实体图形；获得圆管的三维模型。本发明能实现无三维模型的复杂端面圆管的逆向建模，从而实现了复杂端面圆管的数控加工。本发明建模效率高，建模成本低。

Description

一种复杂端面圆管的逆向建模方法
技术领域
本发明属于数字化设计领域，涉及一种复杂端面圆管的逆向建模方法。
背景技术
复杂端面圆管的逆向建模一直是一个难题，很多飞机存在大量这种管件，例如，S300型直升机中机身骨架有24种复杂端面圆管。图1表示其中一种复杂端面圆管。由于缺乏数模，不能用数控加工方式进行批生产，只能以手工修锉方式进行批产加工，加工效率低且不易保证零件加工质量。为了解决这类管件的数控加工问题，需对这些管件进行逆向建模。在缺乏高档四轴测量设备的条件下，一般无法对这类复杂端面圆管进行建模。
发明内容
本发明的目的是：提出一种不需要高档四轴测量设备、建模效率高、成本低的复杂端面圆管逆向建模方法。
本发明的技术方案是：一种复杂端面圆管的逆向建模方法，其特征在于，逆向建模的步骤如下：
1、划对齐线：在采集数据前，先在圆管复杂端面上任选一点，以该点为起点，在圆管的圆柱面上划一条平行于圆管轴线的对齐线，该对齐线与圆管的另外一端相交；
2、制作硫酸纸图：将一张硫酸纸卷成圆筒状，塞入圆管一端的复杂端面内，硫酸纸的长度长出圆筒复杂端面，而且硫酸纸与圆管内壁完全贴合，然后手工描绘出圆管复杂端面的轮廓形状图，同时在圆管复杂端面的轮廓形状图上用一段直线标记出对齐线的位置；
3、图形扫描：选用扫描精度等于或高于0.1mm/100mm的扫描仪对手工描绘在硫酸纸上的图形进行扫描，得到圆管复杂端面轮廓的图形文件；
4、数据转换：使用CATIA V5软件将扫描好的图像文件转换为可直接用于CAD软件识别的数据文件；
5、建立圆管三维模型：
5.1、样条线拟合：将圆管复杂端面的数据文件采用样条线拟合功能进行拟合，把得到的拟合点拷贝进零件设计草图内；
5.2、生成圆管复杂端面的平面图形：对零件设计草图中的拟合点进行编辑处理，通过处理后的点位数据生成圆管复杂端面的平面图形，同时在平面图形上保留对齐线标记；
5.3、生成圆管复杂端面的立体图：采用展开工具对圆管复杂端面的平面图形进行处理后，形成圆管复杂端面的立体图形，仍在立体图形上保留对齐线标记；
5.4、获得圆管一端复杂端面的实体图形：采用曲面增厚功能，得到圆管一端复杂端面的实体图形；
6、重复步骤2～5，获得圆管另一端复杂端面的实体图形；
7、获得圆管的实体图形：根据圆管的长度，将两个端面的实体图形进行连接，两个端面实体图形上的对齐线标记要求在一条直线上，得到圆管完整的三维模型。
本发明的优点是：不需要高档四轴测量设备，建模效率高，成本低。由于实现了数控加工，提高了加工效率，保证了零件加工质量。试验证明，本发明建模成本降低了70％以上。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。一种复杂端面圆管的逆向建模方法，其特征在于，逆向建模的步骤如下：
1、划对齐线：为保证复杂端面圆管两端数据的一致性，在采集数据前，先在圆管复杂端面上任选一点，以该点为起点，在圆管的圆柱面上划一条平行于圆管轴线的对齐线，该对齐线与圆管的另外一端相交；
2、制作硫酸纸图：将一张硫酸纸卷成圆筒状，塞入圆管一端的复杂端面内，硫酸纸的长度长出圆筒复杂端面，而且硫酸纸与圆管内壁完全贴合，然后手工描绘出圆管复杂端面的轮廓形状图，同时在圆管复杂端面的轮廓形状图上用一段直线标记出对齐线的位置；
3、图形扫描：选用扫描精度等于或高于0.1mm/100mm的扫描仪对手工描绘在硫酸纸上的图形进行扫描，得到圆管复杂端面轮廓的图形文件；
4、数据转换：使用CATIA V5软件将扫描好的图像文件转换为可直接用于CAD软件识别的数据文件；
5、建立圆管三维模型：
5.1、样条线拟合：将圆管复杂端面的数据文件采用样条线拟合功能进行拟合，把得到的拟合点拷贝进零件设计草图内；
5.2、生成圆管复杂端面的平面图形：对零件设计草图中的拟合点进行编辑处理，通过处理后的点位数据生成圆管复杂端面的平面图形，同时在平面图形上保留对齐线标记；
5.3、生成圆管复杂端面的立体图：采用展开工具对圆管复杂端面的平面图形进行处理后，形成圆管复杂端面的立体图形，仍在立体图形上保留对齐线标记；
5.4、获得圆管一端复杂端面的实体图形：采用曲面增厚功能，得到圆管一端复杂端面的实体图形；
6、重复步骤2～5，获得圆管另一端复杂端面的实体图形；
7、获得圆管的实体图形：根据圆管的长度，将两个端面的实体图形进行连接，两个端面实体图形上的对齐线标记要求在一条直线上，得到圆管完整的三维模型。
实施例，对图1所示的复杂端面圆管进行建模。其逆向建模的步骤如下：
1、划对齐线：先在圆管复杂端面上任选一点，以该点为起点，在圆管的圆柱面上划一条平行于圆管轴线的对齐线，该对齐线与圆管的另外一端相交；
2、制作硫酸纸图：将一张硫酸纸卷成圆筒状，塞入圆管一端的复杂端面内，硫酸纸的长度长出圆筒复杂端面，而且硫酸纸与圆管内壁完全贴合，然后手工描绘出圆管复杂端面的轮廓形状图，同时标记出对齐线的位置；
3、图形扫描：选用扫描精度等于0.1mm/100mm的扫描仪对手工描绘在硫酸纸上的图形进行扫描，得到圆管复杂端面轮廓的图形文件；
4、数据转换：使用CATIA V5软件将扫描好的图像文件转换为可直接用于CAD软件识别的数据文件；
5、建立圆管三维模型：
5.1、样条线拟合：将圆管复杂端面的数据文件采用样条线拟合功能进行拟合，把得到的拟合点拷贝进零件设计草图内；
5.2、生成圆管复杂端面的平面图形：对零件设计草图中的拟合点进行编辑处理，通过处理后的点位数据生成圆管复杂端面的平面图形；
5.3、生成圆管复杂端面的立体图：采用展开工具对圆管复杂端面的平面图形进行处理后，形成圆管复杂端面的立体图形，仍在立体图形上保留对齐线标记；
5.4、获得圆管一端复杂端面的实体图形：采用曲面增厚功能，得到圆管一端复杂端面的实体图形，在实体图形上能看到对齐线标记；
6、重复步骤2～5，获得圆管另一端复杂端面的实体图形；
7、获得圆管的实体图形：根据圆管的长度，将两个端面的实体图形进行连接，两个端面实体图形上的对齐线标记要求在一条直线上，得到圆管完整的三维模型。

Claims (1)

1.一种复杂端面圆管的逆向建模方法，其特征在于，逆向建模的步骤如下：
1.1、划对齐线：在采集数据前，先在圆管复杂端面上任选一点，以该点为起点，在圆管的圆柱面上划一条平行于圆管轴线的对齐线，该对齐线与圆管的另外一端相交；
1.2、制作硫酸纸图：将一张硫酸纸卷成圆筒状，塞入圆管一端的复杂端面内，硫酸纸的长度长出圆筒复杂端面，而且硫酸纸与圆管内壁完全贴合，然后手工描绘出圆管复杂端面的轮廓形状图，同时在圆管复杂端面的轮廓形状图上用一段直线标记出对齐线的位置；
1.3、图形扫描：选用扫描精度等于或高于0.1mm/100mm的扫描仪对手工描绘在硫酸纸上的图形进行扫描，得到圆管复杂端面轮廓的图形文件；
1.4、数据转换：使用CATIA V5软件将扫描好的图像文件转换为可直接用于CAD软件识别的数据文件；
1.5、建立圆管三维模型：
1.5.1、样条线拟合：将圆管复杂端面的数据文件采用样条线拟合功能进行拟合，把得到的拟合点拷贝进零件设计草图内；
1.5.2、生成圆管复杂端面的平面图形：对零件设计草图中的拟合点进行编辑处理，通过处理后的点位数据生成圆管复杂端面的平面图形，同时在平面图形上保留对齐线标记；
1.5.3、生成圆管复杂端面的立体图：采用展开工具对圆管复杂端面的平面图形进行处理后，形成圆管复杂端面的立体图形，仍在立体图形上保留对齐线标记；
1.5.4、获得圆管一端复杂端面的实体图形：采用曲面增厚功能，得到圆管一端复杂端面的实体图形；
1.6、重复步骤1.2～1.5，获得圆管另一端复杂端面的实体图形；
1.7、获得圆管的实体图形：根据圆管的长度，将两个端面的实体图形进行连接，两个端面实体图形上的对齐线标记要求在一条直线上，得到圆管完整的三维模型。
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