[发明专利]一种基于RE的齿轮失效部位特征重构方法

权利要求书

1.一种基于RE的齿轮失效部位特征重构方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对失效齿轮进行线切割处理，去除其残余应力层以及对失效齿轮着色处理；

S2、通过扫描失效齿轮表面特征获取点云数据；

S3、对失效齿轮表面点云数据进行去除异常点、降噪、封装、简化并填充孔洞；

S4、基于逆向工程原理对失效齿轮进行重建；

S5、依据缺损部位的邻齿对重构模型的精度进行分析。

2.根据权利要求1所述的基于RE的齿轮失效部位特征重构方法，其特征在于，步骤S1中，对失效齿轮进行线切割处理，去除其残余应力层后，然后用砂纸进行打磨，去除表面的锈蚀及毛刺，最后为有利于点云扫描，在失效齿轮表面喷涂白色显影剂及粘贴标记点。

3.根据权利要求1或2所述的基于RE的齿轮失效部位特征重构方法，其特征在于，步骤S2中，使用GOM光学扫描仪对失效齿轮进行扫描，每次扫描时要保证扫描面上最少存在3个标记点，且每次新扫描时所扫描到的标记点需存在已经扫描过的标记点，从而获取整个失效齿轮的表面特征。

4.根据权利要求1或2所述的基于RE的齿轮失效部位特征重构方法，其特征在于，步骤S3中，去除异常点为手动选择离齿轮主体较远面积较大的点云并去除，对于距离齿轮较近的异常点为防止有效的点云数据被删除，选择软件中的体外孤点选项进行删除。

5.根据权利要求1或2所述的基于RE的齿轮失效部位特征重构方法，其特征在于，步骤S3中，降噪为使用统计分析的方法来去除噪声点，点云数据中所有的点到其邻域点的平均距离后，计算整个待修复齿轮点云的全局平均距离，计算出标准差后设定阈值倍数a，平均距离超过a倍阈值的点认为是噪声点需要对其进行去除。

6.根据权利要求1或2所述的基于RE的齿轮失效部位特征重构方法，其特征在于，步骤S3中，对点云数据进行封装处理，对封装操作后模型使用Geomagic studio软件进行简化处理，基于曲率的方式对齿轮孔洞进行填充。

7.根据权利要求1或2所述的基于RE的齿轮失效部位特征重构方法，其特征在于，步骤S4中，Geomagic Design X中的领域组分割功能，通过对整个失效齿轮模型进行领域分割、曲面拟合拼接后获取失效齿轮的重构模型，运用实体求差法，实现失效部位的3D特征重构。

8.根据权利要求1或2所述的基于RE的齿轮失效部位特征重构方法，其特征在于，步骤S5中，Geomagic Qualify逆向工程检测软件对齿轮的失效部位重构模型进行整体误差分析及标准偏差分析，确保重构模型精度能够满足齿轮再制造需要。

9.根据权利要求1或2所述的基于RE的齿轮失效部位特征重构方法，其特征在于，步骤S3中，降噪为使用统计分析的方法来去除噪声点，对待修复齿轮点云数据中的采样点与其相邻点的距离进行统计分析，设定阈值来剔除距离超过阈值的噪声点，包括如下步骤：

步骤1、建立点云间的拓扑关系，对待修复齿轮点云中的任一点Pi的邻域点，记为Pij＝{Pi1，Pi2...Pik}；

步骤2、计算采样点Pi到其邻域点的距离并取平均值，计算公式求出点云数据中所有的点到其邻域点的平均距离；

步骤3、计算整个待修复齿轮点云的全局平均距离D，以及其标准差，计算公式如下：

步骤4、设定标准偏差的阈值倍数为a，则阈值距离为D±aΔ，比较待修复齿轮点云采样点Pi的平均值与阈值的大小，若大于距离阈值则认为该采样点为噪声点需对其进行剔除，否则保留计算结果。