《逆向工程技術(shù)》實驗指導(dǎo)書2

1、逆向工程技術(shù)實驗指導(dǎo)書 xxxxx 學(xué) 院2013年09月目 錄實驗一 專用逆向工程技術(shù)軟件的認(rèn)知實驗3實驗二 三坐標(biāo)掃描儀的認(rèn)識5實驗三 三坐標(biāo)掃描儀的應(yīng)用6實驗四 三維CAD模型重構(gòu)實驗7實驗五 分層實體制造技術(shù)的應(yīng)用8實驗六 熔融沉積制造技術(shù)的應(yīng)用10實驗一 專用逆向工程技術(shù)軟件的認(rèn)知實驗一、實驗?zāi)康氖煜Ｓ媚嫦蚬こ碳夹g(shù)軟件Geomagic Studio的主要功能、應(yīng)用界面和工作流程。二、實驗設(shè)備1微機一臺；2專用逆向工程技術(shù)軟件Geomagic Studio；三、實驗內(nèi)容熟悉專用逆向工程技術(shù)軟件Geomagic Studio的主要功能、應(yīng)用界面和工作流程。四、實驗步驟1、瀏覽Geoma

2、gic公司的網(wǎng)頁：http:/www. G，了解專用逆向工程技術(shù)軟件Geomagic Studio的主要功能。由美國 Raindrop (雨滴)公司出品的逆向工程和三維檢測軟件 Geomagic Studio 可輕易地從掃描所得的點云數(shù)據(jù)創(chuàng)建出完美的多邊形模型和網(wǎng)格，并可自動轉(zhuǎn)換為 NURBS 曲面。該軟件也是除了 Imageware 以外應(yīng)用最為廣泛的逆向工程軟件。Geomagic Studio 主要包括 Qualify、Shape、Wrap、Decimate、Capture 五個模塊。該軟件的主要功能包括：（1）自動將點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多邊形(Polygons) 。（2）快速減少多邊形數(shù)目(D

3、ecimate) 。（3）把多邊形轉(zhuǎn)換為 NURBS 曲面 。（4）曲面分析(公差分析等) 。（5）輸出與 CAD/ CAE / CAM 匹配的文件格式(IGS、STL、DXF等) 。2、注冊用戶名，然后打開專用逆向工程技術(shù)軟件Geomagic Studio熟悉其應(yīng)用界面和工作流程。2.1 逆向工程技術(shù)軟件Geomagic Studio的應(yīng)用界面1)視圖窗口：顯示模型導(dǎo)航器中被選中的物體對象。2)菜單條：提供所有應(yīng)用過程中所涉及的命令接口。3)工具欄：包含常用命令快捷方式的圖標(biāo)。4)管理導(dǎo)航器：包含控制和引導(dǎo)的目錄5) 使用信息:該區(qū)域提供有關(guān)模型、包容盒及內(nèi)存使用信息的情況。6) 坐標(biāo)系標(biāo)志

4、:顯示相對于世界坐標(biāo)系的現(xiàn)模型的位置方向。7) 狀態(tài)文本:提供系統(tǒng)正在進行或用戶能夠執(zhí)行的任務(wù)信息。8) 進度條:顯示一個操作完成的程度。9) 時間:顯示系統(tǒng)時間。2.2 逆向工程技術(shù)軟件Geomagic Studio的工作流程（1）點階段（Points Phase）（2）過渡階段（Wrap Phase）（3）多邊形階段（Polygon Phase）（4）成形階段（Shape Phase）（5）過渡階段（CAD Phase）五、實驗結(jié)果及分析1簡述專用逆向工程技術(shù)軟件Geomagic Studio的主要功能、應(yīng)用界面和工作流程。2分析專用逆向工程技術(shù)軟件和Pro/E、UG等通用三維造型軟件的區(qū)

5、別。實驗二 三坐標(biāo)掃描儀的認(rèn)識一、實驗?zāi)康姆墙佑|式激光三維掃描儀結(jié)構(gòu)認(rèn)知。二、實驗設(shè)備1美能達(dá)激光三維掃描儀vivid 9i一臺；2polygon editing tool軟件；三、實驗內(nèi)容認(rèn)識三維激光掃描的軟硬件組成，理解激光掃描的基本原理四、實驗原理認(rèn)識三維激光掃描的軟硬件組成，理解激光掃描的基本原理-激光三角測距原理。即光源孔發(fā)射出一束水平的激光束掃描物體；激光線經(jīng)過旋轉(zhuǎn)平面鏡的作用，改變角度，使得激光線發(fā)射到物體表面；物體表面反射激光束，每一條激光線都通過CCD傳感器采集成一幀數(shù)據(jù)；根據(jù)物體表面不同的形狀，每條激光線反射回來的信息中就包含了物體的表面形狀和顏色數(shù)據(jù)信息。五、實驗步驟1認(rèn)

6、識三維激光掃描的軟硬件組成2理解激光掃描的基本原理六、實驗結(jié)果及分析1簡述三維激光掃描儀的工作原理。2簡述激光三維掃描儀vivid 9i的軟硬件組成。實驗三 三坐標(biāo)掃描儀的應(yīng)用一、實驗?zāi)康姆墙佑|式激光三維掃描儀的操作。二、實驗設(shè)備1美能達(dá)激光三維掃描儀vivid 9i一臺；2polygon editing tool軟件；三、實驗原理激光掃描的基本原理-激光三角測距原理。即光源孔發(fā)射出一束水平的激光束掃描物體；激光線經(jīng)過旋轉(zhuǎn)平面鏡的作用，改變角度，使得激光線發(fā)射到物體表面；物體表面反射激光束，每一條激光線都通過CCD傳感器采集成一幀數(shù)據(jù)；根據(jù)物體表面不同的形狀，每條激光線反射回來的信息中就包含了

7、物體的表面形狀和顏色數(shù)據(jù)信息。四、實驗步驟1數(shù)據(jù)測量1）調(diào)整三維掃描儀與被測物體之間距離，一般在0.5m2m之間。2）調(diào)整三角架，使三維掃描儀具有合適的高度和傾斜度，并鎖緊。3）打開主機電源，摘下激光窗蓋和鏡頭蓋，按下任意鍵，顯示菜單屏，說明激光掃描儀可以開始工作。4）打開計算機，啟動polygon editing tool軟件，選擇vivid 9i 掃描儀，單擊File-Import-Digitizer-Option 選項，進行掃描設(shè)置。5）單擊File-Import-Digitizer-One Scan，打開對話框,選定掃描目標(biāo)后，依次單擊AF、scan按鈕，開始對焦、掃描，然后單擊sto

8、re按鈕，存儲數(shù)據(jù)。6）調(diào)整掃描角度，多次掃描。7）對多次掃描的數(shù)據(jù)進行拼接、擬合。8）剪裁，除去廢棄點。2三維建模可利用相應(yīng)專業(yè)軟件對測得數(shù)據(jù)進行處理，造型，獲得被測物體的三維模型。五、實驗結(jié)果及分析1簡述三維激光掃描儀的數(shù)據(jù)測量和三維建模的大致步驟。實驗四 三維CAD模型重構(gòu)實驗一、實驗?zāi)康耐ㄟ^使用Geomagic Studio軟件進行曲面重構(gòu)實例1和2的演練，掌握基于Geomagic Studio軟件的三維CAD模型重構(gòu)方法。二、實驗設(shè)備1微機1臺、專用逆向工程技術(shù)軟件Geomagic Studio2專用逆向工程技術(shù)軟件Geomagic Studio。三、實驗內(nèi)容和步驟1曲面重構(gòu)實例1

9、1.1 打開Geomagic Studio軟件界面并瀏覽模型1；1.2 修補相交多邊形；1.3 填充孔洞；1.4 利用基準(zhǔn)面修剪邊界；1.5 編輯邊界曲線；1.6 精簡多邊形；1.7 光順處理；1.8 曲面重構(gòu)；2曲面重構(gòu)實例2 2.1 打開Geomagic Studio軟件界面并瀏覽模型；2.2 檢查相交三角形；2.3 填充孔洞；2.4 編輯邊界；2.5 快速減少三角形數(shù)目；2.6 光順三角形數(shù)據(jù)模型；2.7 進入Shape；2.8 生成四邊形曲面片；2.9 構(gòu)建確定數(shù)量的曲面片；2.10 編輯曲面片；2.11 生成NURBS曲面；2.12 曲面分析；2.13 曲面模型文件的輸出。四、實驗結(jié)

10、果及分析1簡述基于Geomagic Studio軟件的三維CAD模型重構(gòu)步驟。2分析Geomagic Studio軟件的三維CAD模型重構(gòu)的優(yōu)缺點。實驗五 分層實體制造技術(shù)的應(yīng)用一、實驗?zāi)康耐ㄟ^使用專業(yè)三維造型軟件構(gòu)建產(chǎn)品模型，對產(chǎn)品模型進行檢查和修復(fù)并完成切片處理，最后在HRP-IIA LOM 快速成型機上加工出產(chǎn)品模型。本實驗可使學(xué)生了解分層實體制造快速成型制造過程，了解分層實體制造快速成型制造工藝原理和特點。二、實驗設(shè)備1HRP-IIA LOM 快速成型機1臺； 三、實驗原理采用激光器和加熱輥，按照分層模型所獲得的數(shù)據(jù)，用激光束將單面涂有熱熔膠的紙片、塑料帶、金屬帶或其他材料的箔帶切割成

11、欲制樣品的內(nèi)外輪廓，再通過加熱使剛剛切好的一層和下面的已切割層粘結(jié)在一起。這樣通過逐層反復(fù)的切割、粘合，最終疊加成整個原型。分層實體制造工藝原理見下圖5-1圖5-1LOM的工藝原理四、實驗步驟1認(rèn)識HRP-IIA LOM快速成型機的典型結(jié)構(gòu), 熟悉機床各部分名稱及功能.(數(shù)控系統(tǒng)、機械單元、激光器、冷卻系統(tǒng))；2. 啟動電源；3. 打開基礎(chǔ)開關(guān)，按下調(diào)試按鈕，啟動計算機；4. 運行程序，打開強電，打開加熱器，根據(jù)材料設(shè)置加熱溫度；5. 調(diào)入準(zhǔn)備好的*. Stl 文件，設(shè)置制造參數(shù)，并進行模擬制造；6. 模擬無問題，選擇制造菜單，開始制造過程；7. 模型完成后，關(guān)閉加熱器，關(guān)閉強電，關(guān)閉系統(tǒng)及機

12、床電源；8. 模型冷卻后，從工作臺拿下，并用專用工具去除廢料。五、實驗結(jié)果及分析1根據(jù)所做原型件分析LOM成形工藝的優(yōu)缺點。實驗六 熔融沉積制造技術(shù)的應(yīng)用一、實驗?zāi)康耐ㄟ^使用專業(yè)三維造型軟件構(gòu)建產(chǎn)品模型，對產(chǎn)品模型進行檢查和修復(fù)并完成切片處理，最后在Vantage xa FDM快速成型機上加工出產(chǎn)品模型。本實驗可使學(xué)生了解熔融沉積制造快速成型制造過程，了解熔融沉積制造快速成型制造工藝原理和特點。二、實驗設(shè)備1Vantage xa FDM 快速成型機1臺；三、實驗原理采用熱熔噴頭，使半流動狀態(tài)的材料流體按模型分層數(shù)據(jù)控制的路徑擠壓出來，并在指定的位置沉積、凝固成型，這樣逐層沉積、凝固后形成整個原

13、型。FDM的工藝原理見下圖6-1：圖6-1FDM的工藝原理四、實驗步驟1認(rèn)識FDM快速成型機的典型結(jié)構(gòu)，熟悉機床組成各部分名稱及功能。2數(shù)據(jù)準(zhǔn)備1）零件三維CAD造型，生成STL文件(使用Pro/E、UG、SolidWorks、AutoCAD等軟件)；2）選擇成型方向并進行參數(shù)設(shè)置；3）對STL文件進行分層處理，啟動INSIGRT軟件，按原型機要求設(shè)置相關(guān)硬件參數(shù)，打開需選擇的STL文檔進行分層、做支撐物、噴料路徑等編輯操作，儲存成*. cmb文檔。3制造原型1) 開啟原型機，根據(jù)材料設(shè)置工作溫度。2) 裝料及出料測試。3) 啟動軟件，添加*. cmb文檔，電腦自動將文檔指令傳輸給機器。輸入起始層和結(jié)束層的層數(shù)。單擊“Start”，系統(tǒng)開始估算造型時間。接著系統(tǒng)開始掃描成型原型。4) 設(shè)備降溫原型制作完畢后，將系統(tǒng)關(guān)閉。為使系統(tǒng)充分冷卻，至少于30分鐘后再關(guān)閉散熱按鈕和總開關(guān)按鈕。5) 零件保溫零件加工完畢