【正文】 ......................................................................................................................14 本次設計逆向方案的確定 ...............................................................................................15 本章小結 .......................................................................................................................16 ..............................................................................................................17 烏龜曲面逆向開發(fā)的流程 ................................................................................................17 數(shù)據(jù)獲取和處理 ...................................................................................................17 點云數(shù)據(jù)清理 ........................................................................................................17 數(shù)據(jù)轉化導出通用格式 ..........................................................................................18 小平面特征 .....................................................................................................................18 造型前準備 ..........................................................................................................19 輸入點云數(shù)據(jù) .......................................................................................................19 點云數(shù)據(jù)處理 .......................................................................................................20 包絡處理 ..............................................................................................................22 小平面處理 ..........................................................................................................22 重新造型 ........................................................................................................................28 修改數(shù)學屬性 .......................................................................................................29 修改曲面 ..............................................................................................................30 曲面重新構造 .......................................................................................................31 實體化過程 .....................................................................................................................31 快速成型制造 .................................................................................................................33 質量評估檢測 .................................................................................................................33 本章小結 ........................................................................................................................35 .........................................................................................................................................35 致 謝 .........................................................................................................................................37 參 考文獻 .....................................................................................................................................38 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 2 頁 共 39 頁 論 課題背景 逆向工程技術是 20 世紀 80 年代初分別由 3M 公司、日本名古屋工業(yè)研究所以及美國 UVP 公司提出并研制開發(fā)成功的。 20 世紀初期開始對散亂數(shù)據(jù)插值進行研究，并在根據(jù)給定散亂數(shù)據(jù)點構造光滑曲面的理論和方法上取得了顯著成就。目前，已有一些高等學校和企業(yè)正致力于這方面的研究。 傳統(tǒng)的產品外形開發(fā)多是重新建模，使得設計周期長，而采用逆向工程進行外形的再設計可以縮短設計和改進的周期。逆向工程與快速成型制造技術相結合將從根本上改變傳統(tǒng)產品的開發(fā)設計和制造模式。在此基礎上進行復制和改進設計，可以節(jié)省很多產品構思時間。 2 實體點云的掃描 點云數(shù)據(jù)的獲得即通過特定的測量設備和測量方法獲取產品的表面離散點的幾何坐標數(shù)據(jù)，將產品的幾何形狀數(shù)據(jù)化。 Manufacturing， RPamp。完成一個固化層后，工作臺下降一個層厚，再描、固化，新固化的一層牢固地粘接在一層上，如此反復直至完成整個零件的固化成型。缺點是精度低 。 Imageware 為自由曲面產品設計方面的所有關鍵領域提供了應用驅動的解決方案。 Imageware12 軟件可以利用諸如圓柱面、球面、平面等特殊的點信息將點云對齊。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 10 頁 共 39 頁 2)曲線創(chuàng) 建功能 a) 判斷和決定生成哪種類型的曲線。 3)曲面創(chuàng)建 功能 a) 決定生成那種曲面。 Imageware12 是著名的 逆向 工程軟件， 其 廣泛應用于汽車、航空、航天、消費家電、模具、計算機零部件領域。 2)Pro/Designer 模塊 Pro/Designer 是一個工業(yè)設計的造型模塊，主要應用于概念設計，它可以方便地調整各條型線，從而得到設計師想要得到的結果。 5） Restyle 模塊 Restyle（重新造型）是一個逆向工程環(huán)境，用來在多面（小三角形平面）數(shù)據(jù)的頂部重建或構造曲面 CAD 模型。 3) 數(shù)據(jù)平滑，數(shù)據(jù)平滑的目的是為了消除噪音點，得到精確的模型和良好的特征提取效果，采用平滑法處理方法，應力求保持待求參數(shù)所能提供的信息不變。 由于 CAD/CAM 的發(fā)展，各種自由曲面與自由曲面的理論應運而生，如 Bezier 曲面、BSpline 曲面、 NURBS 曲面 、 Loft 曲面 (Loft Surface)、構造基準曲面 (Construct 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 14 頁 共 39 頁 Surface) 、旋轉曲面 (Revolved Surface) 、網(wǎng)格曲面 (Net Surface)等。 實體建模 近年來，運用 Auto CAD軟件進行二維圖形的測繪已經得到很大的普及。目前主要在復雜曲面方面得到較多應用。在點云預處理階段擬采用逆向軟件 Imageware進行處理，主要完成去噪、整理、修整點云的作用 。陜西理工學院畢業(yè)設計 第 17 頁 共 39 頁 烏龜曲面逆向開發(fā)的流程 模型分析→掃描方案確定→進行掃描→點云處理→點云數(shù)據(jù)過濾→數(shù)據(jù)轉換 →Pro/E 小平面特征處理→重新造型特征處理→曲面完成→曲面實體化→快速成型 數(shù)據(jù)獲取和處理 掃描過程一般采用三維掃描儀，需 在掃描時需要噴上顯影劑，進行多方位掃描，掃描后一般采用 surfacer 打開文件對點云數(shù)據(jù)進行拼接。 圖 3. 1 過濾后的點云數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)轉化導出通用格式 Imageware 類型的文件不能直接在其他三維造型軟件中打開。 圖 3. 3 輸入點云數(shù)據(jù) 圖 3. 4 輸入選項 打開后，在彈出的如 圖 3. 3 所示的“輸入選項”對話框中之指定坐標 系，直接單擊陜西理工學院畢業(yè)設計 第 20 頁 共 39 頁 對話框中的“確定 ”按鈕以默認方式將點云數(shù)據(jù)調入小平面特征工作區(qū)域。對點云的處理完成后，就可以進入包絡階段。與粗調階段相對應，小平面精整階段的自動化程度較低，但能提供 更為精細的三角面。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 25 頁 共 39 頁 圖 3. 14 “整理對話框” 圖 3. 15 “自由生成”模式整理后 單擊工具欄中的“分樣”按鈕 ，在彈出的對話框中設置百分比，如 圖 3. 16 所示 .確定后小平面會按百分比保留。小平面特征完成后得到如圖 所示： 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 27 頁 共 39 頁 圖 經過小平面特征處理后的烏龜模型 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 28 頁 共 39 頁 重新造型 單擊“插入” /“重新造型”命令 ,進入重新造型工作區(qū)域。右鍵單擊模型樹中“小平面特征”，在彈出 的菜單中選中“隱藏”選項，以此減輕顯示負擔?？刂泣c大動，骨架線曲線小變，曲面形狀微變）。選中曲面，長按鼠標右鍵，在彈出的菜單欄選擇“顯示約束”選項，設置邊界約束為“相切對稱”，使該曲面與相鄰曲面在該邊界上互為相切。單擊“視圖管理器” /“剖面” /“選項”/“設置為活動”即可得到模型的剖視圖如下，確定模型實體化成功。成型件制成之后，還要按照一定步驟進行后處理，才能得到最終完美的樣品，包括固化、表面清潔、打磨拋光、噴漆上色等。相對原始設計參數(shù)，實物原型本身存在誤差：一是制造實物原型所產生的制造誤差 AI制 ，二是原型在使用中的磨損和破損誤差 AI損 。 實物原型是依據(jù)原始設計參數(shù)制造的，還原產品是依據(jù)重構參數(shù)制造的。這就要求逆向工程在前述的 再設計階段能還原實物原型的原始設計參數(shù)。在曲面重構后進行曲面縫合，誤差也是不可避免的。在小平面特征模塊中，主要涉及逆向工程關鍵技術中的數(shù)據(jù)預處理，包括去噪、精簡等操作。但是經過這次全面的，完整的畢業(yè)設計，我接觸到了更多平時沒有接觸到的理論和操作知識，發(fā)現(xiàn)了自己很多不足之處。本設計能順利的完成也歸功于四年來各科老師的認真負責，使我們能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現(xiàn)。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。經過這次畢業(yè)設計，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L等方方面面都有很大的進步。 另外，我還要感謝大學四年和我一起走過的同學朋友對我的關心與支持，與他們一起學習、生活，讓我在大學期間生活的