基于逆向工程技术的台灯外壳模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 目 录 摘 要 第 1 章 绪论 1 向工程简介 1 向工程的 概念 1 向工程的 现状及应用 2 向工程的 一般步骤 2 量工具 3描仪的介绍 3 件 的介绍 4 件 的介绍 6 G 述 6 介 6 课题的意义 7 第 2 章 逆向工程中的扫描过程 8 量方式 8 描设备及扫描软件界面介绍 9 件扫描过程 12 章小结 14 第 3 章 逆向工程的后处理 15 向工程的后处理 15 向工程后处理的要求 15 云数据处理 16 角形网格曲面编辑处理 16 速曲面重建的曲面阶段 17 格化并 合成 型 17 面重构过程 18 G 环境下的实体建模 19 面缝合 20 件特征设计 21 章小结 22 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 第 4 章 玩具外壳模具 设计 23 塑模具分模的设计流程 23 具设计的基本过程 23 章小结 23 第 5 章 模流分析并优化设计 29 5.1 件的应用 29 流分析的基本步骤 29 章小结 33 第 6 章 小结 34 参考文献 35 致谢 36 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 I 基于逆向工程技术的 台灯 外壳模具设计 摘要 ： 本文研究了逆向工程的关键技术，并应用于台灯 外壳的模型重建以及玩具外壳的模具设计。 台灯外壳的外形曲面复杂，根据洋台灯外壳 的特点，采用逆向 工程方法完成模型重建工作。采用 3精度的完成台灯 外壳的点云数据获取工作； 应用 壳的点云数据处理工具；以 壳模型的重构工作并用 关键词 ： 逆向工程； 曲面构造；模具设计 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 V 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 n f of to to of to a 3G of G 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 1 第 1 章 绪 论 向工程简介 向 工程 的概念 逆向工程 (反求工程 )是利用对实物测量的数据重新构造实物的计算机模型，然后利用 计算机辅助技术进行分析、再设计、数控编程等操作，而后进行加工。逆向工 程现己发展为 一个相对独立的范畴。通过实物模型产生 型，可以使产品设计充分利用 术的优势，并适应智能化、集成化的产品设计制造过程中的信息交换。实施逆向工程可以充分发挥先进的测量设备的优越性，使其既可以作为 统所需要的三维输入装置，又可以作为 统处理后的误差检测评估装置，从而提高工业产品的设计，制造自动化程度，缩短产品的试制开发周期，降低生产成本。将逆向工程技术定义为没有工程图纸的情况下，对物体的物理模型进行测量，通过对测量信息的分析和处理来反求其 型的过程。在这一意义下，逆向工程可以定义为 :是将实物转变为 型相关的数字化技术和几何模型重建技术的总称。逆向工程是综合性很强的术语，它是以设计方法学为指导，以现代设计理论、方法、技术为基础，运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对己有新产品进行解剖、深化和再创造，是对己有设计的设计，特别强调再创造是反求的灵魂。从工程应用的目的出发，将反求工程的研究领域拓宽到工艺、材料、原理等方面的反求，是广义上的反求。应该看到 :逆向工程有其独特的共性技术和内容，还是一门新兴的交叉学科分支。现行产品中的各种复 杂高新技术，在逆向工程中都会遇到如何消化吸收并加以改进和提高。所以对于新兴技术的理解、消化和推广上，逆向工程作用十分巨大。现代人们通称的设计一般均指正向设计。它根据市场需要提出目标和技术要求，使设计意图变为产品。如何合理利用他人的设计思想，加快自身产品更新换代的能力，是在市场竞争日益激烈的今天站稳脚跟，持续发展的关键。实际上，在设计制造领域，任何产品的问世，包括创新、改进和仿制，都蕴含着对已有科学、技术的应用和借鉴改进。可以看出，反求思维在工程中的应用己源远流长，然而提出这种术语并作为一门学问去研究，则出现 于 60 年代，逆购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 2 向工程是各国技术进步、发展，尤其是发展中国家迅速改变技术落后状况，提高综合设计、决策水平、制造水平，赶超世界先进水平的迅捷之路。战后日本工业恢复的需要使其首先对逆向工程进行了较早的研究，日本提出“第一台引进，第二台国产化，第三台出口”的口号，用了近二十年时间迅速崛起成为世界经济强国就是一个生动的历史证明。 向工程技术的 现状及应用 逆向工程是近年来发展起来的消化、吸收和提高先进技术的一系列分析方法以及应用技术的组合，其主要目的是为了改善技术水平，提高生产率，增强经济竞争力。世界各国在 经济技术发展中，应用逆向工程消化吸收先进技术经验，给人们有益的启示。据统计，各国百分之七十以上的技术源于国外，逆向工程作为掌握技术的一种手段，可使产品研制周期缩短百分之四十以上，极大提高了生产率。因此研究逆向工程技术，对我国国民经济的发展和科学技术水平的提高，具有重大的意义。逆向工程的应用领域大致可分为以下几种情况： 1在产品仿制中的应用 有时，拟合制作的产品没有原始的设计图档，而是由委托单位交付样品或实物模型，请制作单位复制。传统的复制方法是用立体雕刻机或三轴仿形铣床以 1: 1 的比例制作模具，再 生产产品。这种方法属于模拟型复制，其缺点是无法建立工件尺寸图档，因而也无法用现有的 件对其进行修改，故已渐为新型的数字化逆向工程系统所取代。在这种情况下，在对零件原形进行三维反求的基础上形成零件的设计图纸或 型，并以此为依据生成数控加工的 码，加工复制出一个相同的零件。 2在新产品设计中的应用 随着工业技术的发展以及经济的发展，消费者对产品的要求越来越高。为赢得市场竞争，不仅要求产品的功能先进，而且要求外形美观。而在造型中针对产品外形的美学设计，已不是传统训练下的机械工程师所能胜任 的。一些具有美工背景的设计师们可利用 术构想创新的美观外形，再以手工方式塑造出模型，如木模、石膏模、粘土模、胶模、工程塑胶模、玻璃纤维模等，然后再以三维测量的方式建立曲面模型。在美学设计特别重要的领域，例如汽车外型设计广泛采用真实比例的木制或泥塑模型来评估设计的美学效果，而不采用在计算机屏幕上缩小比例的物体投视图的方法，此时需用逆向工程的设计方法。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 3 3在旧产品改进中的应用 在对旧产品改进时，有时并没有零件的 型，因此需要利用逆向工程技术建立产品的几何模型，然后再利用传统的 件对原 设计进行改进。当要设计需要通过实验测试才能定型的工件模型时，通常采用逆向工程的方法。比如航天航空领域，为了满足产品对空气动力学等要求，首先要求在初始设计模型的基础上经过各种性能测试 (如风洞实验等 )建立符合要求的产品模型，这类零件一般具有复杂的自由曲面外型，最终的实验模型将成为设计这类零件及反求其模具的依据。 4在 速原型制造 )中的应用 快速原型制造 (又称 术 )是 80 年代后期兴起的一种基于材料累加法的高新制造技术，被认为是 近 20 年来制造领域的一次重大突破。 合了机械、 控、激光以及材料科学等各种技术，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，用以对产品设计进行快速评估、修改及功能试验，大大缩短了产品的研制周期。而以 统为基础的快速工装模具制造 (快速精铸技术 (则可实现零件的快速制造 ( 为应用该项技术，首先应该有产品的三维几何模型。尽管己经出现了许多成 功的三维 件，但运用这些软件建立一个复杂的零件模型，仍相当费时。有时工程界提供的是实物，需要由实物制造模具或作设计上的改进，因此在 经常利用逆向工程技术来建立产品的几何模型。 此外，在计算机图形和动画、工艺美术和医疗康复工程等领域，也经常需要根据实物快速建立物体的三维几何模型。另一个重要的应用如修复破损的艺术品或缺乏供应的损坏零件等，此时不需要对整个零件原型进行复制，而是借助逆向工程技术抽取零件原形的设计思想，指导新的设计 此，逆向工程技术在这些领域 中也具有重要的应用价值。 向工程的 一般步骤 逆向工程一般可分为四个阶段 : 1零件原形的数字化通常采用三坐标测量机 (激光扫描等测量装置来获取零件原形表面点的三维坐标值。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 4 2从测量数据中提取零件原形的几何特征按测量数据的几何属性对其进行分割，采用几何特征匹配与识别的方法来获取零件原形所具有的设计与加工特征。 3零件原形 型的重建将分割后的三维数据在 统中分别做表面模型的拟合，并通过各表面片的求交与拼接获取零件原形表面的 型。 4重建 型 的检验与修正采用根据获得的 型重新测量和加工出样品的方法来检验重建的 型是否满足精度或其他试验性能指标的要求，对不满足要求者重复以上过程，直至达到零件的设计要求。 量工具 33携式三维照相测量仪是一种高速精度的三维测量扫描设备 ，采用的是目前国际最先进的接触光非接触照相测量原理。 3本原理是：采用一种结合结构光技术、相应测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触测量技术。采用这种测量原理，使得对物体进行照相测量极为可能，所谓照相测量，就是类似于照相机对视 野内的物体进行照相，不同的是照相机摄取的是物体的二维图像，而 3得的是物体的三维信息，与传统的三维扫描仪不同的是，该扫描仪能同时测量一个面。 3列扫描仪特点： 1 扫描速度快； 每次扫描一个面，测量点分布非常规则，数秒内可以得到 100 多万点，扫描时间短，测量效率极高 2 精度高利于测量； 利用独特的技术，实际精度可达 国内领先。 3 便携式设计； 可带至测量现场，特别适合对大型物体和不易转移的物体进行测量和扫描。且外观设计精美，整体配件完善。 4 大景深； 3描深度可达到 300国内领先。有利于物体凹面测量。 5 标志点自动拼接； 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 5 扫描过程中物体可以任意摆放和挪动，扫描软件可以自动认识标志点，并多次测量结果自动拼接，使得测量时间大大缩短（每次扫描得出点云颜色不同，便于工作人员分步处理，并且保留原始点云数据特征，更利于点云处理。 6 非接触扫描； 适用于柔软、易变形的物体测量，适用范围非常广泛，根据被测物体的不同可独家提供各种不同的夹具配件更好的对物体扫描而不失真。 7 彩色扫描； 不但可得到物体高精度外形点云数据，还可以得到逼真的彩色纹理，具有重要的应用和 科研价值。 8 测量输出数据接口广泛； 测量所得为点云数据，该数据为 格式，可以直接与 各种后处理软件进行数据交互。 美国 雨滴 )公司出品的逆向工程和三维检测软件。轻易地从扫描所得的点云数据创建出完美的多边形模型和网格，并可自动转换为 面。该软件也是除了 外应用最为广泛的逆向工程软件。 要 包括 个模块。主要功能包括：自动将点云数据转换为多边形（ 快速减少多边形数目（ 把多边形转换为 面、 曲面分析（公差分析等 )及输出与 配的文件格式（ ）。 具有强大的实体造型，曲面造型功能。在设计过程中还可以进行有限元分析、动力学分析，玩成产品概念设 计、模型建立，性能分析和运动分析、加工刀路额生成等整个产品的生产过程，实现真正意义上的无纸化生产。 户通过创建程序节点、刀具节点、几何节点、加工方法节点，生成刀具加工轨迹，通过观察刀具运动来图形化地编辑刀具轨迹，最终的刀位源文件经过后置处理即可生成数控加工程序。 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 6 几个主要应用模块及功能如下。 1 基本环境 这是启动 其他应用模块的公共运行平台。它支持包括打开已存的部件文件、建立新的部件文件、绘制工程图以及 输入、输出不同格式的文件等操作，也提供图存控制、试图定义和屏幕布局、表达式和特征查询、对象信息和分析、显示控制和隐藏 /再现对象等操作。 2 建模环境 实体建模集成了基于约会搜的特征建模和显性几何建模两种方法，提供符合建模的方案，是用户能够方便地建立二维和三维线框模型、扫描和旋转实体、布尔运算及进行参数化编辑、提供草图工具、各种曲线的生成及编辑工具、尺寸驱动、定义和编辑变量及其表达式。实体建模是特征建模和自由形状建模的必要基础。 3 装配建模 用于产品的模拟装配。支持“自顶向下”和“子底向上”的装配方法。装配 建模的主模型可以在总装配的上下文中设计和编辑，组件一逻辑对其、贴合和偏移等方式被灵活地配对或定位，改进了性能和减少存储的需求。参数化的装配建模提供为描述组件间配对关系和为贵顶共同创建的紧固件组以及其他重复的零件的附加功能，这种体系结构允许怕打的产品结构并为设计者创建和共享，是产品开发并行工作。 4 制图模块 能够以实体模型自动生成曲面工程图，也可以利用取向功能绘制平面工程图。在模型改变时，工程图将被自动更新。制图模块提供自动的视图布局，可以自动、手动尺寸标注，自动绘制剖面线、形位公差和表面粗燥度标注等。利用 装配模块创建的装配信息可以方便地建立装配图，包括快速地建立装配图剖视、爆炸图、明细表自动生成等。 5 产品分析模块 集成了有限元分析功能，可用于对产品模型进行受力分析 ，受热后的变形分析，可以建立有限元模型、对模型进行分析和分析后的结果进行处理。提供线性静力、线性屈服分析、模拟分析和稳态分析。运动分析模块用于对产品模型进行运动分析。可以进行机构链接设计和机构综合，建立产品的仿真，利用交互是运动模式同时控制 5个运动副，设计出包含任意关键节数的空间机构，购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 7 完成机构的运动分析，以多种格式表达分析结果。注塑模流分析模 块用于注塑模中对熔化的塑料进行流动分析。具有前处理、解算和后处理的能力，提供强大的在线求解和完整的服务材料数据库。 6 制造模块 次模块提供了对 轴铣、车、线切割、钣金等加工方法的交互操作，还具有图形后置处理器和机床数据文件生成器的支持。同时又提供了制造资源管理系统、切削仿真、图形刀轨编辑器、机床仿真等加工或辅助加工模块。 G 述 G 软件用于注塑模具自动化设计的专业应用模块，运用知识嵌入的基本理念，只需根据产 品的三维实体造型，按照模具设计的流程建立一套与产品造型参数相关的三维实体模具。 供给用户一个逻辑过程，指导用户一步步地完成模型设计。在这个优化的环境中提供了很多自动化的功能：如数据的读入和零件建模、家族模具、缩放控制、自动的模腔布局、分模功能、模架工具和库及标准件工具和库。分别对应于 且图标的排列顺序与实际的模具设计过程相似 介 由德 国西门子公司的用于注塑模流分析并优化模具设计的软件，该软件 是对塑料产品和模具进行深入分析的软件包，可以在计算机上对整个注塑过程进行模拟分析，可得到最佳的浇口数量与位置。从而为模具设计人员进行模具设计和注塑人员进行注塑工艺参数调整提供依据。 利 用 计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及塑件中的应力分布、分子和纤维取向分布、塑件的收缩和翘曲变形等情况。 章小结 本文的选题背景是探讨利用逆向工程这一先进的制造及时手段来解决玩具洋 娃娃外壳成形技术中的一些难题，应用 模具分模，并进行模具设计缩短洋娃娃外壳模具的制造周期，加速玩具洋娃娃工业的发展。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 8 第 2 章 逆向工程中的测量技术 量方式 逆向工程所需要的测量按其特性及应用，一般可分为两大类：接触式测量与非接触式测量两种，非接触式测量用于表面不规则的曲面测测量，而接触式用于规则的几何体的测量。 逆向工程所需要的测量按其特性及应用，一般可分为两大类：接触式测量与非接触式测量，表 2出它们的技术特点。 表 2接触式与接触式测量的比较表 测 量方式 非接触式 接触式 测量精度 传感器 测量速度 前置作业 工件材料 测量死角 1071 光电接收器件 1000 /秒 需喷漆，无基准点 无限定 光学阴影处及光学焦距变化处 1 关器件 人工控制 设定坐标系统，校正基准面 硬质材料 工件内部不易测量 优势 面获取容易； 碎、不可接触 薄件、皮毛、变形细小等工作； 会伤害精密表面 特定几何 缺点 法判别特定的 几何形状； 光无法照到 的地方不易测量； 则测量的误差较大； 度慢； 面磨损，影响光滑度； 易补偿半径 , 精度难以保证； 状会影 响测量值 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 9 由上所述可知非接触式测量用于表面不规则的曲面测测量，而接触式用于规则的几何体的测量。由于本 课题研究的是属于曲面形状零件的 洋娃娃 玩具外壳，经比较选用非接触式测量方式的激光测量。 非接触式测量一般是基于三角法测量原理，可分为点接触式、线接触式、面接触式三种。非接触式探头一般用于不规则曲面的测量，因不规则曲面对于接触式探头的半径补偿相当不易，而且测量速度相当慢。 件扫描过程 3描仪能满足大多数扫描任务、能很便捷的携带、安装投入运行。其扫描类型有如表 2示三种： 表 2描类型 3标准型） 3迷你型） 3 彩色标准型） 单幅扫描范围 （典型值） 400 30000 15000 300幅扫描点数 130 万 130 万 130 万 彩色 24描精度（ ） 作系统 P P P 扫描头重置 幅扫描时间输 5 秒 输出文件格式 扫描基本流程： 1、启动软件，确认左右摄像头安装正确 2、调整摄像头镜头，将焦距调整到最佳扫描位置 3、标定扫描头，标定计算是极差要小于 2 4、建立一个新项目 5、设置扫描参数 6、将待测物体至于镜头 下开始扫描。 由于电动酷 猪 外壳的不规则，要扫描出其整体外形，得到完整的点云数据，必须采用拼接技术对其进行多视角扫描，下图为电动酷狗外壳扫描的过程： 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 10 图 第一视角扫描 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 11 图 第 二 视角扫描 图 第 三 视角扫描 通过上面三个视角对爬行士兵外壳扫描，基本可以得到其完整的曲面点云数据，上面六个图中，黑色正方形是扫描是贴上去的参考点，当第 一视角扫描完成之后再继续做第二视角扫描是，要先点击扫描软件的 图标，这样就把当前视加一，转换到下一个视角，进行下一个视角的扫描，扫描时相邻两个视区内的公共参考点必须有三到五个，扫描完后，点击“匹配”按钮，匹配成功之后，相邻两个扫描视角下的点云数据就拼接起来了， 3不同视角下扫描得到的点云数据进行拼接，从而得到零件完整的三维点云数据。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 12 章小结 通过本章的研究，逆向工程的扫描主要分为接触扫描和非接触扫描，由于所要扫描的零件是一个三维曲面零件，故采用了非接触 的三维扫描仪进行扫描。扫描时在零件表面适当位置贴参考点， 进行多视角扫描，利用拼接技术对不同视角下的点云数据进行拼接，得到完成的曲面点云数据。 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 13 第 3 章 逆向工程的后处理 向工程的后处理 向工程后处理的要求 在逆向工程中，曲面模型重建是最重要、最繁杂的一环，因为最后要完成模型的加工，需要的是平滑的曲面模型或是由良好的点群所产生的三角网格，所以点群数据的处理、曲面的构建方式及边修与分析功能的健全，是逆向工程曲面模型重建相当重要的一部分。在逆向工程计划的执行上，应该对所建模型有一个通 盘的了解，主要涉及到以下内容： 1、后继承接的工作 各种不同领域的应用，其模型建构在处理上也大不相同，即使是在同一工业用的产品随着产品种类的不同，对精度与曲面质量的要求也大不相同。所以在计划执行以前，应该对后继的要求有所了解。 2、必须要达到的精度要求及其可能性可能产生的误差包括测量时造成的误差和曲面建构时点数据与曲面间的误差。各种产品需要达到的精度标准各有不同，配合件的要求较高，非配合件的精度要求则较低，然而这些都必须在计划执行前做一个规划，以达到任务的完满完成。 3、必须要达到的曲面质量：平滑程度与连续 性以已往的逆向工程的经验来讲，高精度和高质量的曲面一直是追求的两大目标，大多数情况下，两者是相互冲突的，如果要一个曲面与点数据完全吻合，那么该曲面必然有很多波动。必须再两者有所折中，在大部分的情况下，只要误差没有超过允许范围，则更加侧重要求高质量的曲面。 依据逆向建模策略和实现方式的不同，当前曲面重建的方法可以大致分为两种：传统曲面造型方式和快速曲面造型方式。所谓传统曲面造型方式指的是遵从经典的由点 线 面的曲面造型方式，它使用 面直接由曲线或测量点来创建曲面；而快速曲面造型方式 指的是通过对点云的多边形网格化处理并对网格使用 者 面进行拟合来创建曲面。 快速曲面重建系统的典型代表是 完整的流程如下： 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 14 （ 1） 从点云中重建出三角网格曲面。 （ 2） 对三角网格曲面编辑处理。 （ 3） 模型分割，参数化分片处理。 （ 4） 栅格化并 合成 型。 云数据处理 点数据处理大致可分为：点数据的坐标定位，数据杂点的删除，数据的噪声滤除、排序、平滑化及筛减，利用特征搜寻功能找出曲面的趋势或特征，切割除需要的点或剖切点数据。 1 点数据的坐标定位 无论使用的是何种设备，在扫描过程中不免需要将待测物体作移动，以实现完整点数据的获取，这将会造成输入软件中数据的点数据产生坐标不统一的现象，目前部分扫描设备具备自动将不同角度的扫描点数据作定位的功能，但是毕竟还是有部分的点数据必须通过人工或后处理软件达到点数据的定位。 2 杂点数据的删除 杂点就是测量错误的点（不是噪声），是无效的点，放大后就看得出、很明显地离开零件表面，孤立的点。譬如，激光扫描仪生成的图像里就比较多杂点，散布在图像四周，轮廓边缘外尤其多；而 杂点通常较少，或因为零件表 面很粗糙、很糟糕，或出现在测量沟、台、孔处，或因测量时的抖动引起。对这样的点，一般用手工或使用分离点 3 数据的噪声滤除、排序、平滑化及筛减 得到点数据后，必须检查点群，删除不需要的杂点。利用软件的排序功能，将要用来建构曲面的点数据作排序并使其平滑化；如果点数据太多，也可利用删减工具，将点数减少；通常特征变化较大的地方需要较多的点数据来描述，而较平滑的地方则以较少的点数据来表达；使用分析工具了解自己做了某些工作后，可能产生的误差有多少。 4 对点云数据进行统一采样与封装 点云噪声点，体外孤立点以及非连接选项 处理后，就可以对点云数据进行统一采样和封装了，对点云进行统一采样时，根据物体表面的平滑度及物体的几何外形，应该把曲率优先值调到适合的大小，以方便后续处理，封装是根据物体的类型选择封装的类型为曲面或者体积，封装时，可根据物体外形尺寸的购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 15 大小选择目标三角形数，一般选择默认值，但也可以根据自己的需要适当的把目标三角形数值稍微调大。 角形网格曲面编辑处理 在建模的初期，应对模型整体的建构有一定的初步的规划。可以在模型上勾勒出曲面与曲面间隔：也可将模型的一些简单几何要素找出来，作为后续曲面建模与模型基准的参 考；必须了解对精度与平滑度之间取舍的允许度。在允许的精度误差上，会舍弃精度取平滑度；必须对后处理的过程有全盘的了解。由于不同的曲面建构、不同的软件以及后续的加工等，都可能造成不同的结果，所以必须了解后续工作的动作过程，以控制误差的允许度 :曲面的建构应尽可能简单。简单的曲面有利于后续工作的修编，较容易构建出较高质量的平滑曲面模型。 在曲面编辑之前，如能利用软件的分析功能，来充分掌握各建构曲线的精度与控制点，则建构出高质量曲面的可能性较大。基本几何曲面的建构在逆向工程中，由于测量出来的点数据坐标可能没有固定，所 以用点数据建构基本几何要素的功能就显得相当重要了，利用这些基本几何要素，可以很方便地找到平面、模型的孔位、定位用基准等。要对基本几何体做出快速的分析。随着测量系统的不同，测量出来的精度也有差异，最好要配合软件的分析功能，分析显示基本几何信息，如尺寸，位置等，再作适度的调整，求出最佳的结果。 1 破孔的填充与边界修补 对点云数据的封装，只是得到物体初步的几何外形，由于 3描前必须对物体表面的黑色表面，头名表面积反光面做处理，而物体表面又存在圆孔、矩形槽、参考点等特征，加上扫描时周围环境、室温的影响导致扫 描时部分点云数据丢失，在分装阶段就会在物体表面形成不规则的小孔，和一些不完整的边界。这时就需要用填充孔命令将物体表面的破孔及边界缺失的部分填充上，参考实物模型，尽量还原物体的几何外形，完成曲面构建。 2 烂面填充 封装后得到的曲面表面是有和多多边形构成的，这样形成的曲面，在物体表面会有很多烂面，采用 件可以把部分烂面删除再重新填充，对于部分凹孔，可以采用去除特征的方法是模型中的小孔填满。 3 边界编辑 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 16 封装阶段的到的曲面是由很多不规则多边形构成的，而且填充孔也是以多边形的形式填充，这样在模型 边界就会形成大量的不整齐的边界曲线，为了后续处理的顺利进行， 对于不整齐的边界，可以执行 “编辑边界 ”命令，减少控制点的数目使边界变得整齐。当多边形阶段对模型的编辑达到满意时，对模型进行最后一步操作：执行 “修复相交区域 ”对相交的三角形进行松弛 /消除操作；如果无三角形相交，系统则提示 “没有相交的三角形 ”。即使是不同的模型，对于点阶段和多边形阶段的操作都相类似，以上涉及的命令在任何模型点云的处理过程中几乎都会用到。一般情况下，多边形阶段编辑的好坏将决定最终曲面质量的好坏 。 速曲面重建的曲面阶段 曲面阶段 的编辑的方法具有可选性，进入曲面阶段有两个模块可选：形状模块和制作模块。形状模块有两种方法：一种从执行命令 “探测轮廓线 ”开始；另一种从执行命令 “探测曲率 ”开始。制作模块即进入了 件的 块。 本课题采用由“形状模块”进入曲面阶段，由“ 探测曲率 ”开始 通过编辑菜单下的阶段 形状阶段 进入到形状模块后，执行 “探测曲率 ”命令， 通过对“粒度”、“曲率级别”的调整以及简化轮廓线命令。在模型曲率较大区域获得轮廓线（以橙色线显示）。 同时 根据粒度所设定的目标值在模型上形成一系列的三角形 区域， 执行 “编辑轮廓线 ”，然后对软件自动探测到的轮廓线进行编辑，根据模型自身的特点使用绘制、松弛、收缩等命令对轮廓线进行编辑到准确位置，并保持轮廓线的平顺。执行 “细分 /延伸轮廓线 ”命令，延伸线根据轮廓线生成，延伸线在模型表面所占的区域即为曲面之间的过渡区域，使轮廓线所划分的各块面部相互连接，形成一个完整的曲面形状 。 轮廓线将整个模型划分为不同的区域，每个区域即为一个面板。执行“构造曲面片”命令，将各面板铺设曲面片，曲面片数目可以通过软件自动估计，也可以指定数目。再执行“移动面板”命令，对所有面板进行定义，即 指定所有的面板类型。由于在定义面板时，可选的有格栅、条、圆、椭圆、套环以及自动探测，为了更准确地表达曲面，所以在构造曲面片时尽量使面板的定义在前五种定义范围之内。最终可得到曲面片均匀网格化的模型。 合成 型 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 17 当所有面板都完成网格化之后，执行 “构造格栅 ”命令， 将“分辨率”调到合适的值，完成曲面栅格构造 ， 并在“非均匀有理 B 样条”菜单下选择“ 型”完成模型转化，得到最终 的 型。 面重构具体过程 1 点云数据处理阶段 （ 1）打开 件界面，在此环境下导入扫描的玩具电动酷猪外壳的点云数据。如图 示。 图 导入点云数据图 （ 2）使用去除孤立点命令去除孤立点（红色点）及多余的测量点，示。 图 点云数据除孤立点图 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 18 （ 3）处理后的结果如图 示。 图 点云数据处理完成图 （ 4）使用封装命令对点云分装后形成多边形曲面，如图 示。 图 封装后的多边形曲面 2、构建曲面阶段 （ 1）处理中的图形： 如图 示 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 19 图 填充孔及烂面的过程图 （ 2）对部分特征进行去除 : 如图 示 图 去除特征图 （ 3） 最 终处理后的的多边形曲面 : 如图 示 图 完整网格曲面图 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 20 3、形状阶段 （ 1）由多边形阶段进入到形状阶段并划分区域 : 如图 示 图 网格划分图 （ 2）在不同区域规划网格 : 如图 示 图 曲面片图 （ 3）对排列整理后形成的曲面片构造栅格 : 如图 示 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 21 图 栅格构造图 型 G 环境下的实体建模 面缝合 境 下曲面缝合用于连接两个或多个片体，并建立单个片体。如果选择作缝合操作的片体形成一个封闭的容积 ，则缝合操作将创建一个实体。但是，在封闭容积中的片体组之间的缝合缝隙必须小于指定公差，否则结果仍然是片体。如果两个实体共享一个或者多个共同表面，则可以将两个实体缝合成一个单一实体。本课题的软品模型曲面是用 件制作的曲面片，片与片之间的间隙较大， 在 缝合曲面片时应将公差调大些，见图 缝合后的完整曲面片进行处理，在曲率较大的地方做适当修剪，将曲面片加厚到 成塑件 的外形实体建模，见图 件特征设计 本课题 采用 3描仪扫描得到的只是模型外表面的点云数据，对点云数据经过一系列处理后，还应应用 计方法是在实体的适当部位建立适当的空间曲线，并以此建立合适的基准平面，并利用游标卡尺等测量工具，测得模型内部一些特征 的形状和位置尺寸，用 原塑件的完整形状，见图 章小结 本章是探讨逆向工程关键的一步，逆向工程的后处理技术。首先论述逆向工程处理的内容和处理的 原理，然后结合软件 逆向工程功能将扫描得到的洋娃娃玩具的点云图处理成零件图。阐述了 件基本功能，将点运数据转化成 型的基本原理及形成 型的过程。可以看出将点运数据转化成 键在于对点云处理后的网格曲面进行处理， 网格曲面如果处理得比较完美，转化的 买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 22 第 4 章 流分析 用计算机技术模拟注塑成型全过程，预测制品最终可能出现的缺陷，找 到缺陷产生的根本原因，在模具加工值钱得到最优化的制品设计、磨具设计方案和最适合的成型工艺条件，确保产品以最短的周期、最低的成本投入市场，增强市场竞争力。 佳浇口位置分析 果模型苏姚设置多个浇口时，可以对模型进行多次浇口位置分析，在划分好网格后，开始进行模具流动性分析。 步骤：选择分析序列 GE 立即分 析最佳浇口位置如图 佳浇口位置 结果如图所示，在鼻子和嘴巴处蓝色区域为塑件最佳浇口位置，将浇口设置在该区域可保证注塑过程中熔体的平衡性。 件流动性分析 购买文档送 子版图纸， Q 11970985 或 401339828 23 注射时间与塑料的流动性、制品的几何形状和尺寸大小、模具浇注系统的形式和其他因素有关。注射时间由流动充模时间和保压时间两部分组成。 接痕分析 熔接痕是塑件表面的一种线状痕迹，由注射或挤出中若干股流料在模具中分流汇合，熔料在界面处未完成熔合，彼此不能熔接成一体，造成熔合印迹，影响塑件的外观 质量及力学性能。由图 ，黑色线条为制件的熔接痕，且熔接痕的数量相对较少，几乎分布在制件的内表面相对隐蔽处，不影响制件的外观。图 接痕位置 穴的分布 制