【《某轴类零件的逆向建模分析案例》2500字】

某轴类零件的逆向建模分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u418某轴类零件的逆向建模分析案例 1117321.1Geomagic系统简介 1125051.2基于GeomagicStudio的模型分析 2115671.2.1点阶段处理过程 249751.2.2多边形阶段处理过程 3196061.2.3形状阶段处理过程 793141.2.4体积偏差的检测 101.1Geomagic系统简介Geomagic软件能够用来进行逆向技术处理的有两款，分别为GeomagicStudio和GeomagicDesign。GeomagicStudio是专业的逆向软件，可以将扫描得到的点云数据快速整理，创建出完美的多边形和网格来构建任何复杂模型的精确曲面，并自动的转化为曲面。GeomagicStudio的优点是在对复杂形状或自由曲面形状的多边形和模型数据进行处理时能够完美执行，相比于传统的CAD软件，它的生产效率有了极大的提高，同时软件高度自动化的程序以及完善地工作流程能够极大的减少员工培训时间，他还可以与主流的三维扫描设备和CAD软件进行联动采集处理，软件本身也能作为一个独立软件用于制造生产。种种优点确保了GeomagicStudio的首要逆向工程软件的地位。GeomagicStudio软件逆向设计的原理是用许多细小的三角片来模拟逼近扫描的数据从而完成对实体模型的还原。在建模方面，是用曲面片拟合直接创建曲面模型，曲面流程被划分为点阶段-多边形阶段-曲面阶段，这三大阶段紧密联系在一起。点阶段到多边形阶段实现了组合点云、光滑数据；多边形阶段到曲面阶段实现了光滑和编辑多边形模型；曲面阶段到分析阶段实现了规则化、形状的调整[1]。另一款逆向技术软件GeomagicDesign即原GeomagicSpark，相比于侧重点数据处理的Studio，Design更侧重于二位规则实体建模，也更注重与其它相关软件的联动。Design的优点在于它结合了实时物体零件扫描、三维点云数据和多边形网格编辑功能以及全面CAD造型设计、装配建模、二维出图等功能的三维设计软件。基于以上的描述，Design主要使用在需要对现成实物零件对象进行三维模型再设计的场合，同样也适合用于修改被扫描得到数据的零件。简单地说，两者各有优略：Studio强于处理点云数据，即使面对复杂形状或曲面形状也能进行十分完美的处理；而Design则强在与CAD/CAE软件的配合，Design能够快速、方便地将处理后的三维模型数据输入到CAD中，能够较于简便的得到二维图纸、标注、尺寸等重要数据。1.2基于GeomagicStudio的模型分析对使用FARO扫描仪扫描得到的点云数据开始进行数据处理，用于后续将曲面文件导入到三维软件中进行参数化修改，并重新生成整体模型。1.2.1点阶段处理过程启动GeomagicStudio软件，打开扫描得到的点云数据。首先合并点对象，将点云合并成一个整体，将其命名为“zhuanzhou”，得到一个完整的点云数据，如图1.1所示。图1.1点云数据为了更好地了解模型的外部特征，同时得到零件法线，选择点功能里的着色功能，通过修复法线选项得到零件着色后视图如图1.2所示。图1.2着色后模型得到零件的大致点云数据后，需要对数据进行修整，需要删除一些在扫描中偏离主点云的点，将其低级分割后，删去这些点云里的非连接项。最后保存文件，对文件进行封装，将初步处理好的点云数据保存从而进行下一步对多边形处理的任务。1.2.2多边形阶段处理过程得到预处理好的点云数据后，进行下一步的多边形处理阶段，为之后的曲面拟合做准备。首先对点云数据进行填充处理，选择填充命令-填充单个孔-曲率-内部孔，将转轴螺旋面上的缺失小孔进行填充。填充效果如图1.3所示。图1.3填充螺旋面然后进行转轴内部孔的填充，选择填充单个孔-曲率-搭桥命令，将轴内大孔细分为小孔进行填充，如图1.4所示。再用填充单个孔-曲率-内部孔命令，将小孔填充完整。重复操作，将转轴内孔填充完整，如图1.5所示。图1.4塔桥填充图1.5完成填充使用网格医生功能，如图1.6所示，网格医生功能能够让软件自动识别模型数据在网格上的错误并能快捷地进行修复。可以看到完成填充后的模型存在非常多的钉状物，使用网格医生的删除钉状物功能，删除后效果如图1.7所示，然后再次进行填充。图1.6网格医生诊断图图1.7删除钉状物填充完成后，使用简化网格功能，简化网格功能能够在不损失转轴表面外观细节的情况下，将模型的三角形数量降低到想要的数量，将百分比设置为10%，即将多边形网格减少到之前数量的十分之一，处理结果如图1.8所示。图1.8简化网格再次使用网格医生功能，对转轴零件进行诊断，诊断完后选择自动修复功能，修复零件表面的高度折射边和钉状物，如图1.9所示。图1.9网格医生诊断在多边形阶段处理的过程中，要想使多边形网格变得光滑完整，可以对零件模型使用松弛功能，它能够有效的减小多边形与多边形之间的角度，如图1.10所示。图1.10模型松弛选择重划网格命令，将修改后的零件模型的三角形划分成一个更加统一的整体。再选择去除特征，对粗糙区域打磨光滑，重复进行上述流程，最终完成零件模型的多边形处理，准备进行下一步的处理形状阶段。1.2.3形状阶段处理过程在经过了点阶段、多边形阶段两次图形处理后，开始对零件模型进行下一步的形状处理。形状处理即为拟合曲面过程，在Studio中，拟合多边形曲面有两种方法：参数曲面和精准曲面。参数曲面是产生符合零件设计意图的曲面，并能以参数的形式说明；精准曲面则可以产生与创建的对象完全匹配的曲面。在考虑到零件外观形状的前提下，零件外表面有无法用参数进行确切表达的曲面，如图1.18所示。这种情况下选择用精确曲面对多边形进行处理能够得到更好的曲面拟合效果。选择精确曲面-探测轮廓线命令，进行轮廓线的计算，对分隔符区域进行修正。修正后抽取轮廓线。然后对轮廓线进行编辑，修改轮廓线准备进行后续操作，修改后零件如图1.11所示。图1.11修改轮廓线下一步进行曲面片的构建与修理。选择构造曲面片命令，等待自动构造曲面片完成后，选择GeomagicStudio特有的一种修理曲面片方式：移动面板，即通过在面板内重新排列曲面片来达到修理曲面片的效果，这种处理曲面片的方式能够有效的简化处理步骤，节省用户处理时间，减少用户的工作量，移动完成前后零件曲面对比效果如图1.12所示。图1.12移动效果对比图在修理曲面块过程中，经常会遇到这种情况：选择一个区块进行曲面块的移动时，两边的栅格点数为奇偶互异。遇到这种情况时，选择添加/删除2条路径命令，可以修改两边栅格点数到一致，如图1.13所示。图1.13前后对比曲面修整完成后进行格栅的构建，对网格进行诊断，使用修补命令修复不好的网格。随后拟合曲面、合并曲面，完成形状阶段处理，最终零件效果如图1