PERFORMANCE OF CAD MODEL RECOVERING METHOD BASED ON CMA MEASUREMENT AND NURBS MODELING APPLIED TO SMALL FREE FORM SURFACES

Resumo

ABSTRACT This paper presents the description and the performance evaluation of an alternative approach to reconstruct the Computer-aided Design (CAD) model of small free form surfaces. This approach required the measurement of a small size sample using a Coordinate Measuring Arm (CMA) with contact probe and Non-Uniform Rational B-Splines (NURBS) fitting techniques. A measurement strategy was developed on a tooth prosthesis sample and the measurement was carried out with a needle type stylus along predefined paths over the tooth surface. The obtained data points were used to reconstruct the tooth surface using NURBS curves and surfaces modeling techniques. The analysis of the CAD model errors was implemented by the difference between data points and the respective CAD model point and it was observed that the total amount of determined points resulted in a suitable CAD model of the small free form surface. The use of reduced cost equipment in relation to the digitization ones as laser scanning proved suitable to perform the reverse engineering of small parts having free form surfaces. Keywords: reverse engineering, free form surfaces, coordinate measurement, NURBS modelling RESUMO Este trabalho apresenta a descrição e a verificação do desempenho de uma abordagem alternativa para reconstruir o modelo de Projeto Auxiliado por Computador (CAD) de superfícies de forma livre. Esta abordagem foi aplicada através da medição de uma amostra de dimensões reduzidas usando uma Máquina de Medir por Coordenadas modelo Braço de Medição (CMA) com sonda de contato e técnicas de modelagem usando B-Splines não-uniformes racionais (NURBS). Uma estratégia de medição foi desenvolvida com uma amostra de prótese dentária e a medição foi conduzida segundo direções pré-definidas sobre a superfície. Os pontos determinados foram usados para reconstruir a superfície do dente ajustando curvas e superfícies NURBS. A análise dos erros do modelo CAD foi feita calculando a diferença entre os pontos determinados pela medição e os respectivos pontos no modelo e foi observado que o total de pontos determinados foi suficiente para obter um modelo CAD adequado da pequena amostra de superfície de forma livre. O emprego de equipamentos de custo reduzido em relação aos de digitalização, como o escaner laser, mostrou-se adequado para executar operações de engenharia reversa de peças de dimensões reduzidas e com superfícies de forma livre. Palavras-chave: engenharia reversa, superfícies de forma livre, medição por coordenadas, modelagem NURBS