【正文】 單擊草圖工具欄中按鈕，在平面上描繪出如圖435的圖形，單擊工作臺(tái)工具欄上的按鈕，返回常規(guī)曲面設(shè)計(jì)平臺(tái)。圖435 繪制草圖視圖(20) 創(chuàng)建拉伸圓柱面。在曲面工具欄中，單擊拉伸按鈕，選擇剛繪制的【】，按照如圖436右所示的對(duì)話框進(jìn)行設(shè)置，創(chuàng)建如圖436左所示的圓柱面。圖436 創(chuàng)建的圓柱面視圖(21) 在操作工具欄上，單擊剪切按鈕，按照如圖437右所示的對(duì)話框進(jìn)行設(shè)置，創(chuàng)建如圖437左所示的曲面。圖437 剪切后的曲面視圖(22) 填充曲面。在曲面工具欄中，單擊填充按鈕，按照如圖438所示的對(duì)話框進(jìn)行設(shè)置。填充后的曲面如圖439所示。圖438 填充曲面對(duì)話框視圖圖439 填充后的曲面視圖(23) 切換到創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)模塊。利用包絡(luò)體工具欄上的封閉曲面功能，把連桿由曲面模型變?yōu)閷?shí)體模型如圖440所示，點(diǎn)擊保存，文件名為L(zhǎng)IANGAN,至此連桿的逆向造型完成。圖440 連桿實(shí)體模型視圖 本章小結(jié)本章詳細(xì)介紹了連桿的逆向造型的全過(guò)程。(1) 在進(jìn)行連桿的曲面重構(gòu)之前，首先對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行了預(yù)處理。噪聲點(diǎn)的存在影響了曲線、曲面的生成精度，整個(gè)連桿的點(diǎn)云數(shù)據(jù)量龐大。此次設(shè)計(jì)采用了弦高差方式對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行了過(guò)濾，這種方法，對(duì)特征變化小的部分，過(guò)濾較多的點(diǎn)云，對(duì)變化大的部分，過(guò)濾較少的點(diǎn)云，更加有利于獲得更明顯的特征保留。點(diǎn)云處理的最后一步是生成網(wǎng)格化點(diǎn)云，網(wǎng)格化點(diǎn)云的質(zhì)量直接影響到下一步的點(diǎn)云數(shù)據(jù)分塊，對(duì)最終的曲面質(zhì)量也有一定的影響。正確建立個(gè)點(diǎn)之間的拓補(bǔ)關(guān)系是網(wǎng)格化點(diǎn)云的關(guān)鍵。(2) 在點(diǎn)云構(gòu)造曲面的過(guò)程中，不能單純使用某一種曲面構(gòu)造方法來(lái)完成。去面對(duì)象也不是簡(jiǎn)單地由一張曲面構(gòu)成，而是通過(guò)網(wǎng)格曲線分塊構(gòu)造后由多張曲面見(jiàn)過(guò)個(gè)延伸、剪切等混合而成。曲面重構(gòu)過(guò)程中要根據(jù)零件的特征對(duì)處理過(guò)的點(diǎn)云進(jìn)行分塊處理，處理后的點(diǎn)云要能直接或間接方便地構(gòu)造出曲面。(3) 正確理解原型樣件的幾何特征和物理功能，盡量減少細(xì)碎面的創(chuàng)建，細(xì)碎面過(guò)多會(huì)導(dǎo)致下游應(yīng)用領(lǐng)域的嚴(yán)重困難。(4) 最后進(jìn)行重構(gòu)模型的實(shí)體化。模型實(shí)體化可以賦予模型特征、實(shí)體、相關(guān)性和產(chǎn)品系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)。在分析重構(gòu)修正模型是否存在數(shù)據(jù)殘缺和模型是否封閉的基礎(chǔ)上，將反映結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的特征線進(jìn)行提取，構(gòu)建具有實(shí)體性質(zhì)的局部特征，并融合封閉曲面生成相應(yīng)實(shí)體，從而進(jìn)一步提高曲面修正后重構(gòu)模型的再設(shè)計(jì)能力。第5章 連桿三維數(shù)字化檢測(cè) 連桿數(shù)學(xué)模型與點(diǎn)云的檢測(cè)(1) 選擇文件/打開(kāi)。(2) 選擇文件/導(dǎo)入,，設(shè)置單位為毫米。單擊【確定】當(dāng)導(dǎo)入完成后，在屏幕上出現(xiàn)如圖52所示的點(diǎn)云和CAD模型。圖51 單位設(shè)置對(duì)話框視圖圖52 點(diǎn)云與CAD模型視圖(3) 選擇最佳擬合對(duì)齊圖標(biāo)。單擊【應(yīng)用】，然后然后兩個(gè)模型將自動(dòng)對(duì)齊。當(dāng)計(jì)算完成后，兩個(gè)模型被很好的對(duì)齊如圖53所示，對(duì)話框區(qū)域內(nèi)列出了兩個(gè)對(duì)象之間的平均值錯(cuò)誤如圖54所示。圖53 點(diǎn)云與CAD模型對(duì)齊視圖圖54 平均值錯(cuò)誤框圖(4) 單擊【確定】接受對(duì)齊結(jié)果并退出此功能。(5) 選擇3D比較圖標(biāo)。保留所有的默認(rèn)設(shè)置，然后選擇【應(yīng)用】。一個(gè)最初的彩色圖譜被創(chuàng)建如圖55所示。圖55 最初彩色圖譜視圖(6) 在最大臨界值區(qū)域。，結(jié)果如圖56所示。圖56 調(diào)整后的圖譜視圖(7) 綠色區(qū)域都在177。，而任何紅色或藍(lán)色區(qū)域都在177。(8) 點(diǎn)擊【確定】退出命令。在左側(cè)模型管理器樹(shù)里一個(gè)新的結(jié)果對(duì)象被創(chuàng)建如圖57所示。圖57 創(chuàng)建的結(jié)果lg圖示(9) 單擊2D比較功能按鈕，這時(shí)可以看到橫截面穿過(guò)結(jié)果模型如圖58所示。在對(duì)話框內(nèi)選擇平面偏差代替3D偏差(這樣將稍微更精確一些)如圖59所示。圖58 橫截面穿過(guò)結(jié)果視圖圖59 2D比較對(duì)話框圖(10) 按照?qǐng)D510所示的對(duì)話框進(jìn)行設(shè)置參數(shù)。形成的結(jié)果如圖511所示。圖510 截面位置對(duì)話框圖圖511 截面位置圖 (11) 保持平面在此位置，點(diǎn)擊【計(jì)算】后CAD模型和掃描數(shù)據(jù)的2D剖面出現(xiàn)，如圖512所示。放大一區(qū)域，然后移動(dòng)縮放下的滑輪來(lái)夸大顯示代表偏差的誤差曲線。完成后點(diǎn)擊【確定】退出操作。圖512 夸大誤差曲線圖 (12) 點(diǎn)擊對(duì)象截圖按鈕，在彈出的對(duì)話框中，按照如圖513進(jìn)行設(shè)置參數(shù)，創(chuàng)建出的截圖如圖514所示。圖513 貫穿對(duì)象截面對(duì)話框圖圖514 貫穿對(duì)象截面截圖(13) 創(chuàng)建一些尺寸。單擊創(chuàng)建2D尺寸圖標(biāo)， 首先在小頭孔處創(chuàng)建一個(gè)直徑尺寸，單擊直徑按鈕在小頭孔處邊界處拖動(dòng)處一個(gè)直徑尺寸，點(diǎn)擊一下來(lái)放置尺寸標(biāo)簽。點(diǎn)擊下一步來(lái)創(chuàng)建大頭處得平行尺寸、大頭孔的直徑尺寸、連桿桿身的水平尺寸如圖515所示。圖515 創(chuàng)建尺寸視圖(14) 當(dāng)完成創(chuàng)建一些尺寸后點(diǎn)擊【確定】退出操作。(15) 點(diǎn)擊創(chuàng)建注釋圖標(biāo)。在模型上點(diǎn)擊選取一個(gè)圓點(diǎn)區(qū)域，然后拖動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)注釋框。創(chuàng)建一些注釋框如圖516所示。圖516 創(chuàng)建注釋視圖(16) 當(dāng)滿意后，調(diào)整模型到適當(dāng)視圖(Ctrl+D)并點(diǎn)擊對(duì)話框上視窗控制區(qū)域的保存圖標(biāo)。保存下現(xiàn)在視圖的所有定位。(17) 點(diǎn)擊【確定】退出命令。(18) 點(diǎn)擊創(chuàng)建報(bào)告圖標(biāo)。在選項(xiàng)模板下拉菜單里選擇默認(rèn)。只選中HTML格式如圖517所示，點(diǎn)擊【確定】開(kāi)始創(chuàng)建報(bào)告，生成檢測(cè)報(bào)告見(jiàn)附錄一。圖517 創(chuàng)建報(bào)告對(duì)話框圖 連桿逆向后實(shí)體模型與點(diǎn)云的檢測(cè)(1) 選擇文件/打開(kāi)。(2) 選擇文件/導(dǎo)入,，設(shè)置單位為毫米。單擊【確定】當(dāng)導(dǎo)入完成后，在屏幕上出現(xiàn)如圖519所示的點(diǎn)云和CAD模型。圖518 單位設(shè)置對(duì)話框圖圖519 點(diǎn)云與CAD模型圖(3) 選擇最佳擬合對(duì)齊圖標(biāo)。單擊【應(yīng)用】，然后然后兩個(gè)模型將自動(dòng)對(duì)齊。當(dāng)計(jì)算完成后，兩個(gè)模型被很好的對(duì)齊如圖520所示，對(duì)話框區(qū)域內(nèi)列出了兩個(gè)對(duì)象之間的平均值錯(cuò)誤如圖521所示。圖520 點(diǎn)云與CAD模型對(duì)齊視圖圖521 平均值錯(cuò)誤框圖(4) 單擊【確定】接受對(duì)齊結(jié)果并退出此功能。(5) 選擇3D比較圖標(biāo)。保留所有的默認(rèn)設(shè)置，然后選擇【應(yīng)用】。一個(gè)最初的彩色圖譜被創(chuàng)建如圖522所示。圖522 最初彩色圖譜(6) 在最大臨界值區(qū)域。，結(jié)果如圖523所示。圖523 調(diào)整后的圖譜(7) 綠色區(qū)域都在177。，而任何紅色或藍(lán)色區(qū)域都在177。(8) 點(diǎn)擊【確定】退出命令。在左側(cè)模型管理器樹(shù)里一個(gè)新的結(jié)果對(duì)象被創(chuàng)建如圖524所示。圖524 創(chuàng)建的結(jié)果lg圖(9) 單擊2D比較功能按鈕，這時(shí)可以看到橫截面穿過(guò)結(jié)果模型如圖525所示。在對(duì)話框內(nèi)選擇平面偏差代替3D偏差(這樣將稍微更精確一些)如圖526所示。圖525 橫截面穿過(guò)結(jié)果視圖圖526 2D比較對(duì)話框圖(10) 按照?qǐng)D527所示的對(duì)話框進(jìn)行設(shè)置參數(shù)。形成的結(jié)果如圖528所示。圖527 截面位置對(duì)話框圖圖528 截面位置圖 (11) 保持平面在此位置，點(diǎn)擊【計(jì)算】后CAD模型和掃描數(shù)據(jù)的2D剖面出現(xiàn)，如圖529所示。放大一區(qū)域，然后移動(dòng)縮放下的滑輪來(lái)夸大顯示代表偏差的誤差曲線。完成后點(diǎn)擊【確定】退出操作。圖529 夸大誤差曲線圖 (12) 點(diǎn)擊對(duì)象截圖按鈕，在彈出的對(duì)話框中，按照如圖530進(jìn)行設(shè)置參數(shù)，創(chuàng)建出由貫穿截面所截的圖如圖531所示。圖530 貫穿對(duì)象截面對(duì)話框圖531 貫穿對(duì)象截面截圖(13) 創(chuàng)建一些尺寸。單擊創(chuàng)建2D尺寸圖標(biāo)， 首先在小頭孔處創(chuàng)建一個(gè)直徑尺寸，單擊直徑按鈕在小頭孔處邊界處拖動(dòng)處一個(gè)直徑尺寸，點(diǎn)擊一下來(lái)放置尺寸標(biāo)簽。點(diǎn)擊下一步來(lái)創(chuàng)建大頭處得平行尺寸、大頭孔的直徑尺寸、連桿桿身的水平尺寸如圖532所示。圖532 創(chuàng)建尺寸圖(14) 當(dāng)完成創(chuàng)建一些尺寸后點(diǎn)擊【確定】退出操作。(15) 點(diǎn)擊創(chuàng)建注釋圖標(biāo)。在模型上點(diǎn)擊選取一個(gè)圓點(diǎn)區(qū)域，然后拖動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)注釋框。創(chuàng)建一些注釋框如圖533所示。圖533 創(chuàng)建注釋視圖(16) 當(dāng)滿意后，調(diào)整模型到適當(dāng)視圖(Ctrl+D)并點(diǎn)擊對(duì)話框上視窗控制區(qū)域的保存圖標(biāo)。保存下現(xiàn)在視圖的所有定位。(17) 點(diǎn)擊【確定】退出命令。(18) 點(diǎn)擊創(chuàng)建報(bào)告圖標(biāo)。在選項(xiàng)模板下拉菜單里選擇默認(rèn)。只選中HTML格式如圖534所示，點(diǎn)擊【確定】開(kāi)始創(chuàng)建報(bào)告，生成報(bào)告見(jiàn)附錄二。圖534 創(chuàng)建報(bào)告對(duì)話框圖 修改連桿實(shí)體模型并進(jìn)行檢測(cè)(1) 修改連桿實(shí)體模型，我們可以從圖523上看出，圖上有一些紅色區(qū)域，那些紅色區(qū)域誤差值比較大。所以，再次應(yīng)用CATIA軟件對(duì)實(shí)體模型做出了以下修改：1) 。2) 在創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)模塊中，修改后的草圖如圖535所示，圖536是修改前草圖。圖535 修改后的草圖視圖圖536 修改前草圖視圖3) 切換到自由曲面設(shè)計(jì)模塊。利用轉(zhuǎn)換功能把新繪制的草圖曲線由非NURBS曲線轉(zhuǎn)換成NURBS曲線，曲線階數(shù)為16，階段數(shù)為1，如圖537所示。圖537 轉(zhuǎn)換新曲線視圖4) 切換到創(chuàng)成式外形設(shè)計(jì)模塊。利用曲線光順功能把上述轉(zhuǎn)換完成的NURBS曲線進(jìn)行光順，按照如圖538所示對(duì)話框設(shè)置光順參數(shù)。圖538 曲線光順對(duì)話框視圖5) 創(chuàng)建極值點(diǎn)。單擊極值點(diǎn)圖標(biāo)，選擇上述光順過(guò)的曲線，選擇Z部件做為給定方向，創(chuàng)建極值點(diǎn)如圖539所示。圖539 創(chuàng)建極值點(diǎn)視圖6) 創(chuàng)建多截面曲面。在曲面工具欄中，單擊多截面曲面按鈕，打開(kāi)如圖540右所示的對(duì)話框，分別選擇平臺(tái)上的光順曲線填入對(duì)話框的列表中，作為多截面曲面的截面線，將結(jié)果如圖540左邊所示。單擊確定按鈕形成的曲面如圖541所示。圖540 創(chuàng)建多截面曲面視圖圖541 多截面曲面視圖7) 。最后完成的連桿曲面如圖542所示。實(shí)體模型如圖543所示。圖542 連桿曲面視圖圖543 連桿實(shí)體模型視圖 (2) 對(duì)修改后的連桿實(shí)體模型進(jìn)行檢測(cè)1) 選擇文件/打開(kāi),.2) 選擇文件/導(dǎo)入，單擊【確定】，當(dāng)導(dǎo)入完成后，在屏幕上出現(xiàn)如圖544所示的點(diǎn)云和修改后連桿實(shí)體的CAD模型。圖544 點(diǎn)云與修改后連桿實(shí)體模型視圖3) 選擇最佳擬合對(duì)齊圖標(biāo)。單擊【應(yīng)用】，然后兩個(gè)模型將自動(dòng)對(duì)齊。當(dāng)計(jì)算完成后，兩個(gè)模型被很好的對(duì)齊如圖545所示。單擊【確定】接受對(duì)齊結(jié)果并退出此功能。圖545 點(diǎn)云與實(shí)體連桿對(duì)齊后視圖4) 選擇3D比較圖標(biāo)。保留所有默認(rèn)設(shè)置，然后選擇應(yīng)用。一個(gè)最初的彩色圖譜被創(chuàng)建，如圖546所示。圖546 調(diào)整后彩色圖譜5) 綠色區(qū)域都在177。，而任何紅色或藍(lán)色區(qū)域都在177。2mm以內(nèi)或更多。6) 點(diǎn)擊【確定】退出命令。7) 點(diǎn)擊創(chuàng)建注釋圖標(biāo)。在模型上點(diǎn)擊選取一個(gè)圓點(diǎn)區(qū)域，然后拖動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)注釋框。創(chuàng)建一些注釋如圖547所示。圖547 創(chuàng)建注釋視圖 連桿實(shí)體模型修改前與修改后部分圖片對(duì)比(1) 3D圖譜對(duì)比,如圖54549所示。圖548 連桿實(shí)體模型修改前檢測(cè)圖譜視圖圖549 連桿實(shí)體模型修改后檢測(cè)圖譜視圖 (2) 注釋圖對(duì)比，如圖550、551所示。圖550 連桿實(shí)體模型修改前注釋視圖圖551連桿實(shí)體模型修改后注釋視圖 檢測(cè)以后，通過(guò)對(duì)逆向模型的調(diào)整，可以看出，調(diào)整后的逆向模型尺寸更加接近點(diǎn)云尺寸，使其更加精確，更加使用符合要求。結(jié) 論在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，主要進(jìn)行了以下工作：(1) 研究了逆向工程國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和逆向工程的意義。(2) 研究了逆向工程中數(shù)據(jù)獲取的方法，并對(duì)各種方法進(jìn)行了系統(tǒng)的比較，得出各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。并且應(yīng)用天遠(yuǎn)OKIOⅡ三維掃描儀完成了連桿點(diǎn)云的數(shù)據(jù)采集工作。(3) 研究了CATIA軟件對(duì)連桿點(diǎn)云進(jìn)行預(yù)處理和曲面重構(gòu)。(4) 應(yīng)用Geomagic Qualify完成連桿的檢測(cè)并且生成了檢測(cè)報(bào)告。(5) 經(jīng)過(guò)檢測(cè)，對(duì)連桿實(shí)體模型中誤差較大的部分進(jìn)行了調(diào)整，使調(diào)整后的模型更加精確，更加符合生產(chǎn)要求。誤差始終存在于檢測(cè)過(guò)程中，產(chǎn)生誤差的主要原因在于曲面的造型和曲面匹配方法。在建模過(guò)程中，對(duì)于復(fù)雜的組合曲面零件需要對(duì)測(cè)得數(shù)據(jù)分塊處理，數(shù)據(jù)點(diǎn)連線進(jìn)行反復(fù)光順，使大多數(shù)據(jù)點(diǎn)落在最終生成的曲面上，這樣才能生成比較合理的曲面，減小誤差。采用逆向工程技術(shù)完成連桿的模型重建能夠提高設(shè)計(jì)精度，獲得較高的模型質(zhì)量、縮短設(shè)計(jì)和制造周期，對(duì)產(chǎn)品能夠快速進(jìn)入市場(chǎng)，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，具有重要的意義。致 謝感謝學(xué)院給我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，并給我提供了畢業(yè)設(shè)計(jì)的條件。感謝侯躍謙老師對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)。使我在以前一無(wú)所知的技術(shù)面前找到了學(xué)習(xí)的竅門(mén)并鼓勵(lì)我進(jìn)行探索。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我增長(zhǎng)了逆向工程的知識(shí)。同時(shí)掌握了CATIA和Geomagic Qualify軟件的使用。更重要的是提高了認(rèn)識(shí)新事物掌握新技術(shù)的能力。在學(xué)院的學(xué)習(xí)期間里一直得到各位老師的關(guān)心，在此也表示衷心的感謝。 衷心的感謝我的家人和同學(xué)給我的關(guān)心與支持，特別是我的父母，幾年來(lái)在他們的理解、支持和關(guān)心下，我才能順利的完成學(xué)業(yè)。