【正文】 這次設(shè)計的至始至終，傾注了我大量的時間和精力，在畢業(yè)設(shè)計時，從題目的選取，資料的收集到各種疑難的解答，學習論文的撰寫等各個方面 ，老師們都給予了我許多具體而有效的指導和幫助，使我順利的完成了課題的設(shè)計工作。我的大學生活也將隨之畫上一個圓滿的句號。掃描完葉片后開始 掃描中間圓柱部分，也要斜對它，便于以后的曲面重構(gòu)。因 為在拼接中要找點（每片點云的相同點） ，所以貼標識點有一定技巧，不能讓標識點難以區(qū)分。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學院 28 圖 42 背景標定 中大型則分塊掃描。所謂的測量死區(qū)是類似于如圖 41 安徽機電職業(yè)技術(shù)學院 27 圖 41 測量死區(qū) 當光發(fā)生器從紅色箭頭方向投射光條時，理論上只能測量到 B 面 ,但是受攝像 機的與結(jié)構(gòu)光發(fā)生器位置關(guān)系的影響 ,我們實際測量到的可能只是 B 面的一部分。 背景：由于我們產(chǎn)品采用的是視覺測量原理，所以只要是在兩個攝像機視野范圍內(nèi) 的物體只要滿足測量條件都會被測量出來。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學院 26 結(jié)論 采用三維光學測量系統(tǒng)對風扇葉片進行反求，建立風扇葉片的三維模型，并轉(zhuǎn)化為 二維生產(chǎn)圖，可以解決風扇葉片難以精確測量的問題。點擊第一個，在分隔欄中選擇“低” ，并根據(jù)右邊選點的多少更改值得大小，單擊“確定”后 按 下“ delete”鍵刪除噪音點。如 311 圖所安徽機電職業(yè)技術(shù)學院 23 示 : 圖 311 標定步驟第九步 10)墊塊位置不動，標定板第三次順時針旋轉(zhuǎn) 90 度，按電腦鍵盤上的空格鍵進行第十步標定，當三維掃描軟件顯示標定完成后，第十步標定操作結(jié)束。如 33 圖所示 : 圖 33 標定步驟第一步 2)標定板位置不動，將掃描設(shè)備向上旋轉(zhuǎn)三圈 ，標定板距離掃描設(shè)備大致為640mm 按電腦鍵盤上的空格鍵進行第二步標定，當三維掃描軟件顯示標定已完成后，第二步標定操作結(jié)束。對于需要多次掃描 并且不易 拼結(jié)的工件，比如自由曲面等，要貼標記點，以便于拼結(jié)，如圖 31 所示。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學院 17 針對風扇葉片的外形觀察，發(fā)現(xiàn)其實體主要分為四個部分組成。 傳統(tǒng)制造業(yè)的戰(zhàn)略是規(guī)模效益第一， 九十年代以來， 已發(fā)展為市場響應第一。由于大多數(shù)實際問 題難以得到準確解，而有限元不僅計算精度高，而且能適應各種復雜形狀，因而成為行 之有效的工程分析手段。 (2)基于體素特征的實體造型：通常將實體定義為簡單 的實體素的組合，采用布爾運算 — 交、并、差實現(xiàn)這種組合．此建模方式通常用于規(guī)則 表面構(gòu)成的實體。點云數(shù)據(jù)分割的關(guān)鍵是找到塊的邊界，分塊時 應注意塊的數(shù)量要盡可能較少，以減少曲面拼接帶來的困難。 消除噪聲：由于實際測量中受到各種人為和隨機因素的影響，使得測量結(jié)果包 含噪聲，有必要對測量的點云進行平滑濾波，通常采用高斯、平均或中值濾波，提高點 云的光順程度。 基本上以接觸式 〈探針式〉 和非接觸式 （激 光、照相、 X 光等方式）兩大類。 三維掃描是集光、機、電和計算機技術(shù)于一體的高新技術(shù)，主要用于對物體空間外 形和結(jié)構(gòu)進行掃描，以獲得物體表面的空間坐標。 裝配管理： Pro/ENGINEER 的基本結(jié)構(gòu)能夠使你利用一些直觀的命令， 例如“嚙合”、 “插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時保持設(shè)計意圖。 基于特征的參數(shù)化造型： Pro/ENGINEER 使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的 構(gòu)造要素。經(jīng)過 10 余年的發(fā)展， Pro/ENGINEER 已經(jīng)成為三維建模 軟件的領(lǐng)頭羊。 UG 是目前市場上功能最極致的產(chǎn)品設(shè)計工具。創(chuàng)建曲面的方法很多，可以用點云直接生成曲面（ Fit free form） ， 可以用曲線通過蒙皮、掃掠、四個邊界線等方法生成曲面，也可以結(jié)合點云和曲線的信 息來創(chuàng)建曲面?？刂泣c增多則形狀吻合度好，控制點減少則曲線較為光順。偏離檢查用圖形和文字報告方式表現(xiàn)結(jié)果，報 告可以用 PDF 格式在企業(yè) web 網(wǎng)頁上共享。 基本模 塊 Imageware Surfacing 是一個功能強大的、直觀的曲面創(chuàng)建工具 ,可以直 接創(chuàng)建由測量點、曲線、曲面形成的自由曲面。 Geomagic 和 Imageware 都可以處理曲面。 從三維數(shù)據(jù)的采集方法上來看，非接觸式的方法由于同時擁有速度和精度的特點， 因而在逆向工程中應用最為廣泛。 第 二 章逆向工程軟硬件設(shè)備 在這 章 重點 介 紹這 次 畢業(yè) 設(shè) 計所 需 要的 軟 硬件 設(shè) 備， 主 要是 掃 描設(shè) 備 ，點云 處理軟件，曲面處理軟件，實體建模軟件，后續(xù)加工的設(shè)備。 通過畢業(yè)設(shè)計認識逆向工程，在以后的設(shè)計中考慮逆向工程，因為它縮短了開發(fā)周 期，降低了產(chǎn)品開發(fā)成本。例如航天 航空、汽車等領(lǐng)域，為了滿足產(chǎn)品對空氣動力學等的要求，需進行風洞等實驗建立符合 要求的產(chǎn)品模型。傳統(tǒng)的復制方法時間長而效果不佳，已漸漸為新型的數(shù)字化的逆向工程系統(tǒng)所取代。逆向工程技術(shù)為產(chǎn)品的引進設(shè)計提供了方便的工具，在已有產(chǎn)品基礎(chǔ)上設(shè)計新產(chǎn)品，縮短開發(fā)周 期，可以使企業(yè)適應小批量的生產(chǎn)要求，從而 使企業(yè)在激烈的市場競爭中處于有力的地位。應用Geomagic Studio 12 軟件完成曲面的數(shù)據(jù)處理工作，獲得完整、準確的數(shù)據(jù)以方便后續(xù)模型重建工作的進行。通過對數(shù)據(jù)處理方法進行研究，得到數(shù)據(jù)處理的一般流程。 1． 2． 1 逆向工程在國內(nèi)外研究狀 況 美國在其國內(nèi)建立了集測量、設(shè)計、快速成型、數(shù)控加工于一體的逆向工程中心，在德國、英國、法國、日本、韓國、臺灣等許多國家和地區(qū)已有商品化的逆向工程設(shè)備和系統(tǒng)軟件相繼投入使用，有效地提高了企業(yè)的競爭力，促進了生產(chǎn)的發(fā)展，反求工程在國外已取得了長足的進步。 在瞬息萬變的產(chǎn)品市場中，能否快速地生產(chǎn)出合乎市場要求的產(chǎn)品就成為企業(yè)成敗的關(guān)鍵。實現(xiàn)新產(chǎn)品快速開發(fā)的重要技術(shù)手段。 逆向工程也廣泛用于修復破損的文物、藝術(shù)品、或缺乏供應的損壞零件等。學習 IMAGEWARE 和 geomagic 軟件。可分為觸發(fā)式和連續(xù)式。 Geomagic Studio 可根據(jù)任何實物零 部件自動生成準確的數(shù)字模型。根據(jù)這些點云數(shù)據(jù)構(gòu)造的 A 級曲面（ CLASSA）具有良好的品質(zhì)和曲面連續(xù)性。實時診斷提供全面的質(zhì) 量分析工具，這些工具是鑒別表面曲率的儀器，加亮顯示檢測到的曲面瑕疵、偏離和不 完整。曲線可以是精確通過點云的、也可以是很光 順的（捕捉點云代表的曲線主要形狀） 、或介于兩者之間。同曲線一樣，可以考慮生成更準確的曲面、更光順的曲面， 或兩者兼顧。 UG 是美國 EDS 公司（現(xiàn)已經(jīng)被西門子公司收購）的集 CAD/CAM/CAE 功能于一體 的軟件集成系統(tǒng)。除此之外，組立功能、 2D 出圖功能、模具加工功能及與 PDM 之 間的緊密結(jié)合，使得 UG 在工業(yè)界成為一套無可匹敵的 高階 CAD/CAM 系統(tǒng)。 全相關(guān)性： Pro/ENGINEER 的所有模塊都是全相關(guān)的。 數(shù)據(jù)管理：加速投放市場，需要在較短的時間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。 在進行逆向工程時，三維掃描是最基本的一步。在發(fā)達國家的制造業(yè)中， 三維掃描儀作為一種快速的立體測量設(shè)備，因其測量速度快、精度高，非接觸，使用方 便等優(yōu)點而得到越來越多的應用。掃描得到的產(chǎn)品外形數(shù)據(jù)會不可避免的引入數(shù)據(jù)誤差，尤其是尖銳邊和 邊界附近的測量數(shù)據(jù)，測量數(shù)據(jù)中的壞點，可能使該點及其周圍的曲面片偏離原曲面， 所以要對原始點云數(shù)據(jù)應進行預處理， 在進行 CAD 模型重建之前． 需要對其進行預處理。 點云的分割：點云數(shù)據(jù)分割是對測量數(shù)據(jù)按照一定原則劃分為特征單一、互不 重疊的區(qū)域，使每一塊點云都能用一個數(shù)學函數(shù)來描述，是反 求工程 CAD 建模的關(guān)鍵。 進行實體 造型，兩方面的良好結(jié)合才能構(gòu)造精確的實體模型。 CAE 分析基本概念是用較簡單的問題代替復雜問題后再求解。運用知識工程技術(shù) (KBE)，把模具設(shè)計原理、經(jīng)驗、技能和規(guī)范等結(jié)合到系統(tǒng)中， 設(shè)計人員只要輸入工況參數(shù)、工程參數(shù)或應用要求，系統(tǒng)就能自動推理構(gòu)造出符合要求 的數(shù)字化幾何模型。其基本原理為：根據(jù)工藝要求，將零件的計算機三維模型按照一定的規(guī)律離散為一系列有序的單元，通常在 Z 向?qū)⑵浒匆欢ê穸冗M行離散（習慣稱為分層），把原來的三維 CAD 模型變成一系列的層片；再根據(jù)每一層片的輪廓信息，輸入加工參數(shù)，自動生成數(shù)控代碼；最后由成型系統(tǒng) 以 平面加工方式有順序地連續(xù)加工出每層模型并使它們自動粘結(jié)成型。根據(jù)分析可知掃描時分為 8 個部分掃描， 每個角度掃描一次 ，在掃描時可以自動拼接。 三維掃描標定操作步驟 打開三維掃描軟件，按掃描標定切換，切換到標定操作 。如 38 圖所示 : 圖 38 標定步驟第六步 安徽機電職業(yè)技術(shù)學院 22 7)標定板旋轉(zhuǎn) 90 度標定板上兩個大點再次對向自己，把墊塊放在靠近光柵投射器一邊，將標定板右側(cè)邊放在墊塊上，使標定板傾斜，按電腦鍵盤上的空格鍵進行第七步標定，當三維掃描軟件顯示標定完成后，第七步標定操作結(jié)束。導入后如圖 313 所示，右擊界面中黑色的雜亂點云，點擊 著色→著色點 選擇點云。菜單欄：邊界 →編輯，選擇“部分邊界“選擇邊界線上的 2 點，再單擊這條線，控制點應在 78，張 力應為 01 之間。 位置：從原理上，任意擺放物