【正文】 處） ，風扇上噴 的是宏達 HG3 型顯像劑。噴漆的原因是使不反光、深色的物體被工業(yè)相機識別。 貼標識點：標識點一般貼在曲率變化不大的地方，便于拼接和補洞；標記點不在同 一平面，可以人為地制造有高度差的掃描環(huán)境，這樣有助于提高自動拼接的成功幾率。 當標記點無法帖在小型零件表面時，可將標記點貼在測量背景中進行自動拼接掃描。 位置：從原理上，任意擺放物件我們的設(shè)備都能得到其三維數(shù) 據(jù)。但是，從測量速 度，效率上我們對物件的擺放還是有講究的。通常，物體的擺放規(guī)則為：使被測面正對 掃描設(shè)備，這樣測量難度最低、測量速度最快，測量效果最好。 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。要避免這樣的干擾有兩種方法。方法一：在 軟件里調(diào)整色光，當背景物對光條感應(yīng)明顯的時候可以采用暗光，這樣可以使背景物對 光條的感應(yīng)減弱，使其能夠在軟件里處理的時候被成功地濾掉。方法二：在測量物下面 墊上一層亞光墊子，如黑布類的材料可以極大地減小干 擾。 測量死區(qū)：顧名思義就是無法測量的區(qū)域。任何測量設(shè)備都不是全能的，它們的工 作方式都會不同程度地受到原理或者是測量環(huán)境的干擾。有的干擾是微小的，是可以從 改變測量方法、測量角度、改變光照或者測量參數(shù)等操作被成功逾越。但是有的干擾是 無法逾越的，就像“測量死區(qū)”。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(xué)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。如果 我們從藍色或者是綠色箭頭以某 個角度 a 投射時，理論上我們可以測到 AB 面或者是 BC 面， 但是受 A 面或者是 C 面的遮擋影響我們實際得到的只是 A 面或者是 C 面的一部分。 不管是通過拼接還是其他的方式，受物體形狀關(guān)系的影響無法得到其完整點云。我們把 這種區(qū)域或者類似的區(qū)域稱為“測量死區(qū)” 。 當被測件存在測量死區(qū)時，只能通過軟件修補的方式獲取較完成的點云以及 STL 模 型。 測量時可以把物件分為： 小型件 （測量面積 400mm2 以內(nèi)） 、 中型件 （測量面積 400～ 800mm2 之間） 、大型件（測量面積 800mm2 以上）三種。 小型件的掃描方法：該類零件體積較小，造型較為復(fù)雜，如按常規(guī)掃描方法很難將 測量點云拼合在一起，因此標記點貼的方式尤為重要。在這次掃描中應(yīng)用量塊制造不同 高度的掃描背景，將用于自動拼接的標記點貼在量塊上，并放在被測工件周圍不同的角度。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 28 圖 42 背景標定 中大型則分塊掃描。以車門為例介紹大型件的掃描方法，首先對大型件外形輪廓進 行分析，規(guī)劃掃描方式，然后再依次掃描完每個區(qū)域，進行組合。以車門為例介紹大型 件的掃描方法 ,首先對車門外形輪廓進行分析，規(guī)劃掃描方式。依次掃描完每個區(qū)域 。將掃描的點云全部導(dǎo)入 Geomagic， 1～ 5 的順序分別進行拼接， 按 得到 1～ 5 區(qū)域的點云 后，再 將 2～ 4 區(qū)域的點云分別同 1 區(qū)域點云進行拼接，最后全部注冊，進行精細拼合。 拼接的方法 拼接的方法有 2 種：自動拼接、手動拼接。我上面的風扇葉片使用的是手動拼接， 手動拼接適用于復(fù)雜的點云，不易自動拼接的點云，但效率低，自動拼接則相反，雖然 前期掃描過程花費的時間稍長，但后期處理的時間較短，測量獲得的點云質(zhì)量最好。無 論手動還是自動貼標識點是關(guān)鍵，在 3 個風扇葉片上的標識點位置不同、數(shù) 目不同。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。 圖 44 貼上標志點的風扇 手動拼接也就是風扇葉片的 “手動注冊”， 手動拼接的過程： 掃描→導(dǎo)出 .asc 文件， 在 geomagic 中對點云進行手工找標志點，拼接多片點云（ asc 文件） 。 自動拼接則可以在掃描過程中完成，它的過程：選擇參考視圖（選點）→點集→匹配→確定。就完成了對兩個掃描點云的拼接，以此類推可以拼接多個點云，導(dǎo)出 asc 就可以直接在 geomagic 進行除噪了。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 29 圖 45 自動拼接 針對葉片類零件的掃描方法。 葉片類零件的形狀各不相同，但萬變不離其宗，始終是葉片加上中間部分。首先 根據(jù)該零件的大小確定其分幾塊來掃描，再根據(jù)分析結(jié)果貼標志點。在掃描葉片時要斜 對葉片，每次掃描要把葉片和圓柱頂部掃描出來，便于以后的拼接。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)。標識點一般貼在風扇葉片接近 圓柱的地方和圓柱的頂部，圓柱的側(cè)面，在各個葉片貼的標識點數(shù)目，位置不同。對于 小的葉片零件，在背景上貼標志點，掃描時可以俯視掃描（保證將所有葉片都 掃描到） ， 再側(cè)面掃描。對于大型葉片零件則葉片需要多次掃描，在每個葉片分割出貼數(shù)目，位置 不同的標識點，因為每個葉片都還要拼接，大型件只不過掃描的次數(shù)多一些，其掃描原 理還是一樣的。 三維數(shù)模的作用 (1)通過對現(xiàn)存產(chǎn)品進行反求 CAD 建模、 CAE 分析、進而對 CAD 模型修改、借助于計 算機進行全方位的動態(tài)觀察、三維有限元分析、三維動態(tài)仿真，再進行三維實體建?；? 用 CAM 技術(shù)進行實物的數(shù)控加工。 (2)在原始設(shè)計沒有三維 CAD 模型的情況下，要對已有 構(gòu)件做局部修改時，利用反求工程 CAD 建模技術(shù)產(chǎn)生與實際相符的 CAD 模型，對其進行設(shè) 計修改．會顯著提高生產(chǎn)效率。因此，反求工程在改型設(shè)計方面可以發(fā)揮正向設(shè)計不可 替代的作用。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 30 圖 46 逆向設(shè)計建模的用途 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 31 參考文獻 [1] 姜元慶 . UG/IMAGEWARE 逆向工程培訓(xùn)教程 [M] .北京：清華大學(xué)出版社， 2021 年 [2] 陶毅 . 逆求工程在葉片曲面建模中的應(yīng)用 [J]. 機床與液壓， 2021 年 [3] WEIR D J BENG. Reverse Engineering Physical Models Employing Wraparound B spline Surfaces and Quadrics [J ] . 1996 [4] 萬軍等 .逆向工程中數(shù)據(jù)點云精簡方法研究 [J]. 西安交通大學(xué)學(xué)報， 2021 年 [5] 金濤，童水光 . 逆向工程技術(shù) [M]．北京：機械工業(yè)出版社， 2021 年 [6] 劉之生 . 反求工程技術(shù) [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 1992 年 [7] 侯維芝 , 祁翠琴 .機械設(shè)計中的逆向工程 [ J] .機械設(shè)計與制造 , 2021:125 127. [8] 張廣文 . 基于反求工程的機械產(chǎn)品方案設(shè)計 [ J] . 包裝工程 ,2021:179181. [9] 李真 ,邢淵 . 反求工程在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用 [J] . 模具設(shè)計 ,2021(3):67 69. [10] 李川雄 ,柯映林 ,程耀東 . 實物的復(fù)雜曲面產(chǎn)品反求工程中的 CAD 建模技術(shù)[J ] . 中國機械工 程 ,1999:390 393. [11] 馬淑梅 .逆向工程與計算機輔助產(chǎn)品創(chuàng)新 [J]. 機械設(shè)計與制造 , 2021(5):160 162. [12] 劉偉軍 . 快速成型技術(shù)及應(yīng)用 [M]. 北京 : 機械工業(yè)出版社 , 2021 [13] 戴靜 .逆向工程數(shù)據(jù) 處理關(guān)鍵技術(shù)研究 [D].南京 : 南京理工大學(xué) , 2021 [14] 王秀峰 .快速原型制造技術(shù) [M].北京 : 中國輕工業(yè)出版社 , 2021 [15] 王廣春 .快速成型與快速模具制造技術(shù)及其應(yīng)用 [M].北京 : 機械工業(yè)出版社 , 200 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 32 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 33 致謝 時間飛逝，轉(zhuǎn)眼間，緊張而充實的畢業(yè)設(shè)計就要結(jié)束了。我的大學(xué)生活也將隨之畫上一個圓滿的句號。在興奮欣喜之余，我心中對大學(xué)里一直教育、關(guān)懷我們的老師們表示真誠的敬意，特別要感謝的是本次設(shè)計中精心指導(dǎo)我的老師。 感謝學(xué)院給我這次畢業(yè)設(shè)計的機會，并給我提供了畢業(yè)設(shè)計的條 件。感謝 李慶 老師對我畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)， 使我在以前一無所知的技術(shù)面前找到了學(xué)習(xí)的竅門并鼓勵我進行探索。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我增長了逆向工程的知識，同時掌握了 三維掃描設(shè)備， UG， geomagic 軟件的使用，更重要的是提高了認識新事物掌握新技術(shù)的能力， 樹立我今后的發(fā)展方向。 我的大學(xué)生活即將結(jié)束。在此，我要衷心感謝在我學(xué)習(xí)上幫助我的所有老師。感謝他們在我的畢業(yè)設(shè)計期間給予的指導(dǎo)和幫助。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(xué)習(xí)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(dǎo)和幫助，使我順利的完成了課題的設(shè)計工作。老師們的嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、隨和的為人風格使我受益匪淺。相信這將對我以后的工作和學(xué)習(xí)會有很多重要的影響。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 34 指導(dǎo)教師評語 等級 簽名 日期