逆向工程與產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計課件：筆架快速曲面重構(gòu)

筆架快速曲面重構(gòu)

筆架快速曲面重構(gòu)

曲面重建是逆向工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是后續(xù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、加工制造、快速成型、工程分析和產(chǎn)品再設(shè)計的基礎(chǔ)。只有具備產(chǎn)品的CAD模型后，才可以利用現(xiàn)有的CAD/CAM/CAE技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行各種工程分析和優(yōu)化改進(jìn)設(shè)計，進(jìn)而生產(chǎn)出產(chǎn)品。筆架快速曲面重構(gòu)逆向曲面造型設(shè)計的一般流程產(chǎn)品三維點云數(shù)據(jù)輪廓特征曲線產(chǎn)品曲面點線面筆架快速曲面重構(gòu)

逆向工程中最重要的環(huán)節(jié)仍是構(gòu)造復(fù)雜的曲面，使用常規(guī)的逆向曲面造型設(shè)計方法，該環(huán)節(jié)需要花費大量的時間，特別是對一些只需要產(chǎn)品簡單外形三維數(shù)據(jù)，比如卡通玩具、工藝品等，或者不需要產(chǎn)品開模，只需要產(chǎn)品簡單外形三維數(shù)據(jù)、用于產(chǎn)品質(zhì)量檢驗、產(chǎn)品部件虛擬裝配、產(chǎn)品裝配干涉檢查等情況，如何更快、更好地構(gòu)造出工件三維曲面就顯得非常重要。

實施快速曲面重建的建模策略是：點云多邊形化后，先對多邊形模型進(jìn)一步用四邊形劃分，而后對四邊形化處理的模型使用非均勻有理B樣條曲面（NURBS）片進(jìn)行擬合，直接得到NURBS曲面模型。NURBS曲面四邊形劃分點云筆架快速曲面重構(gòu)應(yīng)用快速曲面重構(gòu)造型，在較短時間內(nèi)得到了符合要求的較高質(zhì)量曲面，而且人為參與因素比其他傳統(tǒng)曲面造型方式下少的多，大大降低曲面重構(gòu)難度，最終結(jié)果曲面是產(chǎn)業(yè)界可接受的CAD模型。該方法的關(guān)鍵是完整、光順三角面網(wǎng)格的獲取和曲面片的劃分，在這兩個前提下，即可自動得到全部的NURBS曲面。筆架快速曲面重構(gòu)工具欄2工具欄1屬性精度分析特征樹菜單欄模型樹顯示視點GeomagicDesignX

軟件操作界面簡介筆架快速曲面重構(gòu)1、選擇

菜單>插入>導(dǎo)入，選擇掃描得到的asc格式點云數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，最后將點云三角化構(gòu)建面片。筆架快速曲面重構(gòu)2、選擇

菜單>工具

>對齊>手動對齊，根據(jù)河豚筆架表面特征，在河豚筆架掃描數(shù)據(jù)上分割特征領(lǐng)域、利用特征信息將它與設(shè)計坐標(biāo)系對齊，從而建立產(chǎn)品坐標(biāo)系。筆架快速曲面重構(gòu)3、在“精確曲面”選項卡中點擊“自動曲面創(chuàng)建”，

或者選擇

菜單>插入>曲面>自動曲面創(chuàng)建，也可以使用菜單>Add-Ins>傳統(tǒng)自動曲面創(chuàng)建。使用軟件的自由曲面工具，快速的設(shè)計曲面片網(wǎng)格并根據(jù)三維掃描數(shù)據(jù)創(chuàng)建自由曲面體。自動曲面創(chuàng)建工具提供以下方法。?特征化網(wǎng)格（機(jī)械）

---自動識別特征形狀、并且可以跟隨特征形狀創(chuàng)建自由體。?均勻分布的網(wǎng)格（有機(jī)）---用均勻分布的曲線網(wǎng)格創(chuàng)建自由體。筆架快速曲面重構(gòu)4、點擊進(jìn)入下一階段

按鈕，軟件窗口會顯示預(yù)覽結(jié)果，在面片上自動創(chuàng)建曲線網(wǎng)格。

筆架快速曲面重構(gòu)5、系統(tǒng)自動生成的曲面分塊有的地方不太理想，或者面片邊界不符合特征的走向趨勢，需要手動對局部的曲面片進(jìn)行編輯，來達(dá)到理想的效果。點擊“變形”按鈕。點擊并拖動曲線（或曲線的交點）可以修改一條曲線（或多條曲線）、在按住“Alt”鍵的同時單擊并拖動鼠標(biāo)光標(biāo)可以更改變形范圍。筆架快速曲面重構(gòu)6、重復(fù)上述步驟、編輯其他曲線。檢查預(yù)覽結(jié)果、然后點擊OK按鈕。

筆架快速曲面重構(gòu)7、自動曲面命令會使用已構(gòu)建的曲線網(wǎng)格來擬合面片、然后將自動生成自由體，創(chuàng)建的自由體將會被作為后續(xù)設(shè)計基礎(chǔ)自由體。

筆架快速曲面重構(gòu)8、自動生成曲面還需要檢查擬合結(jié)果和原始數(shù)據(jù)之間的偏差。在“精度分析（TM）”中、點擊“體偏差”來檢查創(chuàng)建的基礎(chǔ)自由體與面片之間的偏差，在右邊的精度分析工具欄中可以看到軟件分析的偏差結(jié)果顯示：最大偏差0.0434mm，最小偏差0.0425mm，企業(yè)要求的整體偏差為0.1mm，可以看出快速曲面重構(gòu)結(jié)果完全滿足企業(yè)的精度要求。

筆架快速曲面重構(gòu)9、自動生成的曲面如果是封閉的，系統(tǒng)會自動創(chuàng)建為實體模型，還可以通過曲率分析命令檢查建模實體的品質(zhì)和精度。在“精度分析（TM）”中、點擊“曲率”來檢查筆架快速曲面重構(gòu)10、