一种基于切面模线的飞机零件逆向建模方法

摘要

本发明从模拟量飞机零件改进设计和数字化制造的客观要求出发，提出一种基于切面模线的飞机零件逆向建模方法，可以较为准确地建立符合现有生产协调关系的飞机零件实体数模，通过平板式扫描设备扫描零件的切面模线图板形成二维光栅图像，然后借助正交网格线对二维光栅图像进行失真校正、矢量化处理和拟合光顺，最后通过拟合切面模线对飞机零件进行实体建模。

主权项

一种基于切面模线的飞机零件逆向建模方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：通过平板绘图机在尺寸稳定的透明介质上以给定间距绘制M×N条正交网格线，并将网格交点记为O_ij，其中i＝1、2、…、M，j＝1、2、…、N，然后以网格交点O₁₁为坐标原点建立正交坐标系XOY，获取各网格交点O_ij的坐标；步骤2：将零件的其中一张切面模线图板平铺在平板式扫描设备的工作台上，然后将步骤1绘制的透明介质置于切面模线图板上方，并使绘有正交网格线的一面与切面模线图板的正面相贴，充分贴合后固定，得到带透视网格线的切面模线图板；步骤3：采用平板式扫描设备将带透视网格线的切面模线图板进行扫描，得到包含扫描切面模线图板、扫描切面模线、扫描定位基准、扫描透明介质和扫描正交网格线的二维光栅图像，将二维光栅图像中的网格交点记为O_ij＇，O_ij＇与O_ij一一对应；步骤4：对二维光栅图像进行失真校正和矢量化处理，得到矢量切面模线和矢量定位基准；对二维光栅图像进行失真校正和矢量化处理的具体做法为：步骤(4‑1)在图像校正软件中打开二维光栅图像，以网格交点O₁₁＇为坐标原点建立与XOY协调一致的正交坐标系X＇O＇Y＇，捕获各网格交点O_ij＇的坐标；步骤(4‑2)：以各网格交点O_ij＇为待校正点，以各对应的网格交点O_ij为校正目标点，对二维光栅图像进行失真校正；步骤(4‑3)：将校正后的二维光栅图像矢量化，得到矢量切面模线和矢量定位基准，然后以三维CAD软件兼容的文件格式保存。步骤5：参照步骤2～4处理零件的其他切面模线图板，得到零件每一个切面模线图板的矢量切面模线和矢量定位基准；步骤6：将零件的所有矢量切面模线和矢量定位基准导入三维CAD软件中，并在保证精度的前提下对其进行拟合光顺，得到拟合切面模线和拟合定位基准；拟合切面模线和拟合定位基准的具体步骤为；步骤(6‑1)：对于任意一条矢量切面模线或矢量定位基准，在其上提取若干个点；步骤(6‑2)：通过提取的点逐一拟合与曲线原始定义类型一致的切面模线或定位基准；步骤(6‑3)：通过平板绘图机绘制步骤(6‑2)拟合的切面模线和定位基准，并与原切面模线图板进行对比检测，如果超差，参考原切面模线图板对其进行修正，然后再绘制并进行对比，最终得到满足设计公差要求的拟合切面模线和拟合定位基准。步骤7：在CAD软件的三维坐标系OXYZ中，借助拟合定位基准，通过平移和旋转操作，将拟合切面模线定位到空间理论位置；步骤8：参考零件图纸，采用曲线曲面操作，通过拟合切面模线构造出飞机零件的外形面，进而采用实体操作建立零件的实体数模。