浮雕三維掃描及雕刻路徑生成系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，高速三維掃描及數(shù)字化系統(tǒng)在反求工程中發(fā)揮著巨大作用．高速三維掃描儀已在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用，取得良好效果，并縮短了產(chǎn)品的研究和制造周期。 本課題針對浮雕測量面積大，精度要求不是很高的特點，選擇光切法作為測量方法。針對掃描點云數(shù)據(jù)的特點，采用雙軸控制技術(shù)，基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)處理算法，在實際數(shù)據(jù)處理中嘗試了一些新方法，并提出了一些新的算法。 本文共分為七章，主要論述了光切法激光測量方法、多幅掃描三維數(shù)據(jù)的拼接及空洞填充

2、、測量數(shù)據(jù)的刀具補償方法，雕刻加工G代碼的生成、快速浮雕雕刻路徑及浮雕雕刻的計算機仿真等內(nèi)容。采用C++Builder編程工具設(shè)計了大面種浮雕刻數(shù)據(jù)的快還采集、處理、加工刀具的三維計算機仿真、刀具路徑生成、雙軸移動平臺的計算機通信控制技術(shù)、刀具粗加工及補加工及計算計仿真為一體的浮雕刻雕刻處理軟件。本文具體完成了以下工作： 1．設(shè)計了雙軸移動平臺，實現(xiàn)了大面積浮雕刻物體多幅快速自動掃描。采用文件操作技術(shù)和計算機處理算法，實現(xiàn)了掃描

3、數(shù)據(jù)的自動存儲、濾波處理及多種效果的計算機仿真顯示。 2．針對數(shù)據(jù)拼接時存在拼縫的問題，采用邊緣空洞的自動搜索探測技術(shù)，提出了一種切邊法三維數(shù)據(jù)快速拼接算法，實現(xiàn)了多幅掃描數(shù)據(jù)的快速無縫拼接。從實驗結(jié)果來看，該算法有效的消除了數(shù)據(jù)拼接時的拼縫，獲得了理想的拼接效果。 3．嘗試了幾種空洞的填充方法，并把數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中的“膨脹”算法應(yīng)用于掃描數(shù)據(jù)的空洞填充，該方法具有運算速度快，空洞填充好平滑性好的特點，在實際填充應(yīng)用中收到了

4、較好的效果。 4．針對掃描點云數(shù)據(jù)的特點，研究了刀具補償及雕刻加工生成G代碼的方法，針對雕刻加工的特點，仿真了幾種常用雕刻刀具，并提出一種針對大規(guī)模測量點云數(shù)據(jù)的自動刀具補償算法，該算法具有速度快，精度高的特點。 5．提出用大直徑刀具隔行粗加工后，再尋找補加工區(qū)域的方法，提高了雕刻加工速度。本文從常用的幾種快速雕刻路徑的生成入手，采用檢測測量數(shù)據(jù)邊緣及邊緣細化方法及剩余數(shù)據(jù)區(qū)探測等方法生成快速雕刻加工路徑，在提高雕刻速度