【正文】 現(xiàn)在制造實物原型的設計圖紙上的參數(shù)稱為原始設計參數(shù)，其是制造實物原型的原始參數(shù)。 利用 Pro/E 軟件將烏龜模型三維 CAD 模型曲面生成后實體化，轉(zhuǎn)換為陜西理工學院畢業(yè)設計 第 38 頁 共 39 頁 快速成型機的標準文件 STL 格式，然后導入快速成型機后即可。選取過模型中間的平面 DTM1 為參照面。為了使新創(chuàng)建的曲面與相鄰曲面光滑過渡，需對其約束進行設置。（樣條曲面的形狀由控制點和節(jié)點不同，節(jié)點是骨架曲線的組成點，曲面必經(jīng)過節(jié)點，而控制點控制曲線的形狀，曲面不一定經(jīng)過控制點。如下圖所示： 圖 重新造型處理中的模型 單擊工具欄中的“完成”按鈕 ，完成重新造型。讓軟件知道你這個小平面表示的點云是一體的集管處理的結果會清理掉初始點云里的雜點 (也叫燥聲 ),游歷于整體之外的小塊分體點云使點云清潔 ,干凈 ,一體化 ,那樣就能進到重新造型模塊里進行后續(xù)操作了。 圖 3. 13 創(chuàng)建三角面 單擊工具欄中的“整理”按鈕 ，在彈出的如 圖 3. 14 所示的對話框陜西理工學院畢業(yè)設計 第 29 頁 共 39 頁 中進行設置，系統(tǒng)將根據(jù)所選模式對小平面進行整理，處理效果如 圖 3. 15所示。 2) 小平面精整：粗調(diào)后，單擊工具欄中的“精調(diào)”按鈕 ，使小平面進入精整階段。 圖 3. 7 “示例”對話框 數(shù)據(jù)保存：單擊工具欄中的“保存 ” 按鈕，在彈出的的對話框中輸 入文件名，選定保存格式，對處理過的點云數(shù)據(jù)進行保存處理，以方便后續(xù)調(diào)用。 圖 3. 2 設置新文件選項 輸入點云數(shù)據(jù) 單擊菜單欄中“插入” /“小平面特征”命令，在彈出的“打開”對話框中選擇并打開要輸入的點云數(shù)據(jù)，如 圖 3. 3 所示。過濾如 圖 3. 1 所示。在選擇處理方法時應 該注意根據(jù)所逆向的模型選擇合理的處理手段，以達到事半功倍的效果。 綜上所述：本次設計中，主要存在以下幾部分：點云的預處理、點云處理、曲面重構、實體建模。 ○2 完全逆向工程的做法：即由點云數(shù)據(jù)直接反求 CAD模型。 因此對于掃描點數(shù)據(jù)而言，由于點數(shù)據(jù)量大以近似法來重建曲面將會較插補法節(jié)省控制點的儲存空間，而且對于掃描時所滲入的誤差有抑除的效果，然而，以近似法來建立曲面，卻會耗費大量的計算機內(nèi)存及較多時間在曲面的計算上，因此我們在建立曲面的過程中應配合所測量得的數(shù)據(jù)點陜西理工學院畢業(yè)設計 第 18 頁 共 39 頁 數(shù)目及精度來決定曲面重建所使用的方法。目前在 點 云生成曲面的 過 程中，主要有三種曲面構造的方案：其一是以 BSpline 或 NURBS曲面為基礎 的曲面構造方案；其二是以三角 Bezier 曲面為基礎 的曲面構造方案；其三是以多面體方式 來 描述曲面物體。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，通常要經(jīng)過以下步驟： 1) 去掉噪音點，常用的檢查方法是將點云顯示在圖形終端上，或者生成曲線曲面，采用半交互半自動的光順方法對點云數(shù)據(jù)進行檢查調(diào)整； 2) 數(shù)據(jù)插補，對于一些掃描不到的區(qū)域，其數(shù)據(jù)只能通過數(shù)據(jù)插補的方法來補齊，這里要考慮兩種曲面造型技術，基于點的樣條曲面逆向造型和基于點的曲面擬合技術。 4)Facet Feature 模塊 Facet Feature（小平面特征）是 Pro/ENGINEER 新增的建模工具，可以輸入實物模型掃描點云數(shù)據(jù)或用三坐標測量機所測得的數(shù)據(jù)，可以糾正設備誤差引起的點云數(shù)據(jù)錯誤，也可以對點云進行點云去噪、點云精簡、平滑濾波、點云數(shù)據(jù)點修補、三角網(wǎng)格劃分和三角平面處理等。只是把點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成三角面片，通過三角面片來求解截面線、邊界線和特征線，也可用來做 RP 或 NC 加工編程。比較曲面與點云的吻合程度，檢查曲面的光順性及與其他曲面的連續(xù)性，同時可以進行修改，例如可以讓曲面與點云對齊，可以調(diào)整曲面的控制點讓曲面更光順，或?qū)η孢M行重構陜西理工學院畢業(yè)設計 第 13 頁 共 39 頁 等處理。 Imageware12 軟件提供很多工具來調(diào)整和修改曲線。 Imageware12 軟件能提供很多種生成點的網(wǎng)格和點的分段工具，這些工具使用起來靈活方便，還可以一次生成多個點的分段。有時候由于零件形狀復雜，一次掃描無法獲得全部的數(shù)據(jù)，或是零件較大無法一次掃描完成，這就需要移動或旋轉(zhuǎn)零件，這樣會得到很多單獨的點云。擁有廣大的用戶群，如 BMW、 Boeing、GM、 Chrysler、 Ford、 Toyota。 FDM 的優(yōu)點是材料利用率高，材料成本低，可選材料種類多，工藝簡潔。 快速成型工藝方法 目前快速成型主要工藝方法及其分類見 圖 1. 3 所示 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 10 頁 共 39 頁 圖 1. 3 快速成型主要工藝方法及其分類 1) 立體光固化成型法（ SL, StereoLithography） 光固化法 (SL)是以液態(tài)光敏樹脂為原材料，在計算機控制下的紫外激光按預定零件各分層截面的輪廓軌跡對液態(tài)樹脂逐點掃描，使樹脂薄層產(chǎn)生光聚合 (固化 )反應，從而形成薄層截面。 、早期發(fā)展和特點功能 快速成型原理 快速成型（也稱快速原型）制造技術 (Rapid Prototyping amp。在本次設計中，這個因素影響不大，故不作太多討論。且向設計以已有實物為參照物，比較直觀?？焖俪尚透鶕?jù)計算機上構造的三維模型 , 能在很短時間內(nèi)直接制造出產(chǎn)品樣品 , 是制造業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)服務的一項重要技術。 課題意義 逆向工程在我國對逆向工程技術的研究起步較晚，主要局限于一些大學和科研院所，其中浙江大學李永青教授、清華大學姜元庚，劉佩軍等的研究是領先全國的，但是也有理論重滯后生產(chǎn)實際，與國外如火如荼的研究熱相比明顯的差距。 在我國，復雜曲面反求技術是 20 世紀 90 年代后期才迅速發(fā)展和 推廣的。隨后， Piegl 等人系統(tǒng)地探索了 B 樣條曲線曲面的構造及其形狀調(diào)整問題，并敘述了 NURBS 方法。 在國外，逆向工程越來越受到學術界和工業(yè)界的重視，目前逆向工程已經(jīng)發(fā)展成 CAD/CAM 系統(tǒng)中的一個相對獨立的研究分支。 1986 年， Frain 則提出了構造 C 連續(xù)三角 BernsteinBezier 曲面的方法。在浙江大學、西北工業(yè)大學、南京航空航天大學、西安交通大學、清華大學、上海交通大學等也先后開展了復雜曲面反求工程 CAD 問題的研究。 “引進、消化、吸收、創(chuàng)新”是被證明了的新產(chǎn)品快速開發(fā)的有效途徑。本文著重研究了逆向工程的實現(xiàn)方法陜西理工學院畢業(yè)設計 第 6 頁 共 39 頁 和其關鍵技術，對于企業(yè)及個人學習和提高逆向工程方面的知識有著重要意義。 因為有長期專門從事逆行工作的專業(yè)技術人員，所以工作效率很高 。 4 模型重構 這個環(huán)節(jié)是逆向工程中最關鍵、最復雜的環(huán)節(jié)。依據(jù)計算機上構成的工件三維設計模型 (圖 1. 2 (a))，對其進行分層切 片，得到各層截面的二維輪廓 (圖 1. 2 (b))。完成一個層面后工作臺下降一個層厚，反復進行此過程便獲得需要的零件。表面質(zhì)量差。最新的產(chǎn)品版本更注重于高級曲面、 3D 檢測、逆向工程和多邊形造型，為產(chǎn)品的設計、工程和制造營造了一個直覺的柔性設計環(huán)境。由于測量工具及測量方式的限制，有時會出現(xiàn)一些噪音點， Imageware12 軟件有很多工具來對點云進行判斷，去掉噪音點，以保證結果的準確性。 b) 創(chuàng)建曲線。根據(jù)產(chǎn)品設計需要來決定。 Pro/Engineer 軟件逆向工程模塊簡介 Pro/ENGINEER 軟件由美國參數(shù)技術公司開發(fā)而成，是機械 CAD/CAM 軟件的后起之秀，它采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，集三維實體和曲面造型、裝配造型、三維工程圖、數(shù)控加工、有限元分析、機構運動仿真、鈑金設計、加工和裝配工藝過程。 3)Pro/SCANTOOLS模塊 Pro/SCANTOOLS 是一個完全集成于 Pro/ENGINEER 實體建模中的逆向曲面構建模塊，它可以接受有序點（測量線），也可以接受點云數(shù)據(jù)，且可以用來構造非 A 級的自由曲面，一般應用于電器產(chǎn)品、汽車內(nèi)飾件、塑料件陜西理工學院畢業(yè)設計 第 14 頁 共 39 頁 等行業(yè)。 目前 ,模型數(shù)字化的方法主要分為非接觸式測量和接觸式測量兩大類。 5) 點云的重定位整合，在重新裝夾后多次掃描形成的數(shù)據(jù)要進行重定位整合，目前一般的 CAD 軟件還都沒有此項功能，需要手工“縫合”，在測量件上選取兩次定位狀態(tài)下的基準點，在兩次定位測量的過程中，分別測量兩次定位狀態(tài)下的基準點的坐標值，然后以一定的判斷規(guī)則判別出各基準點的測量精度，最后在 CAD 系統(tǒng)中顯示定位下的測量數(shù)據(jù)，并移動某 一定位下的數(shù)據(jù)，使該定位下的所有測量數(shù)據(jù)整合到另一定位下。以近似法來擬合曲面的優(yōu)點是擬合的曲線不需要通過每個量測點，因此對于量測時的噪聲將有抑除的作用。越來越多的三維設計軟件如 MDT, Solid Works、Pro/E、 UG等，都得到了廣泛的應用。另外一種是用 NURBS曲面表示，通過用戶指定重構曲面的次數(shù)和范圍，自動進行參數(shù)分割，由點云數(shù)據(jù)反求 NURBS曲面的控制頂點。曲面重構階段主要采用 Pro/E中重新造型模塊，擬采用自動創(chuàng)建樣條曲面的方式生成樣條曲面，在在此基礎上采用修改數(shù)學屬性、修改曲面、曲面重新構造三種方式對曲面進行調(diào)整修正，以使本次的復雜曲面達到需要的精度和構思意圖。在 Imageware13 中打開后得到如圖 圖 導入后的原始點云 點云數(shù)據(jù)清理 進行點數(shù)據(jù)處理是進行曲面重構的第一步。以這種格式導出的三維模型就可以在其他三維設計軟件中繼續(xù)修改了。系統(tǒng)將根據(jù)設定的靈敏度對點云數(shù)據(jù)進行處理并刪除界外值。區(qū)別在于：包絡階段包含了所有原始點云的內(nèi)部結構，也就是說在包絡階段雖然點云沒有顯示出來，但在系統(tǒng)內(nèi)部還是保存了這些點云的數(shù)據(jù)結構；而當進入小平面階段就會把原始的點云刪掉。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 27 頁 共 39 頁 選中需要刪除的小平面， 單擊工具欄中的“刪除”按鈕 ，即可刪除多余的小平面。系統(tǒng)會按照設置的參數(shù)對小平面的特征進行平滑處理，效果如 圖 3. 17 所示。即在整個三角平面構成的烏龜模型的表面分布 300 塊曲面塊，來完全分割該模型。調(diào)整后進行預覽，滿意后單擊“完成”按鈕 。即將不滿的或者造型有誤的曲面塊刪除后重新構造，以滿足要求。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 36 頁 共 39 頁 在模型樹中右擊“小平面特征”，在彈出的菜單中選擇“隱藏”選項?？焖俪尚渭夹g是 8O 年代迅速發(fā)展起來的新型綜合制造技術。 IGES 數(shù)據(jù)可傳給一般的 CAD 系統(tǒng)（如： UG、 MDT 等），進行進一步修改和再設計 。在再設計階段，逆向工程要完成從測量規(guī)劃制訂至 CAD三維模型重構 (在此，再設計環(huán)節(jié)暫不考慮 )。因此、將依據(jù)重構參數(shù)還原制造的產(chǎn)品置于實物原型的工作環(huán)境下，有可能會達不到工作性能要求。 上述思想，給出了以精度還原為目標對逆向工程的質(zhì)量進行全面的誤差分析。 本章是本次畢業(yè)設計的核心，此次選擇了烏龜做為典型模型，具有一定的代表性，在日常生活中最常見的也就是這類用品。在重新造型模塊中，常用命令和工具的靈活應用具有一定難度，需要反復練習才能掌握。 在畢設過程中，學會了怎樣查閱資料和利用工具書。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum 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