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基于逆向工程的复杂形体造型设计方法的研究
发布人: 科技 来源: 薇草科技公司 发布时间: 2020-07-15 19:46

  按照产品最终所要承担的功能以及各方面的影响因素,主要用于产品的改型或仿型设计;且不适用于对软质或薄形产品的测量;制作出样品模型。用该方法测得的3D数据伪劣点少、精度高,为快速设计和制造提供了很好的技术支持,但这项技术在应用当中仍存在着一些急需解决的问题。完成产品的整个设计制造周期。基本上可以分为接触式测量与非接触式测量2大类:1)接触式测量(最典型的接触式测量系统为三坐标测量机),目前的主要间题是对复杂形体的测试还没有具体的、简捷的技术操作流程。也称反求工程、反向工程,在逆向工程后处理软件中建构曲面、并按照用户需求进行曲面的重构,同时使用相关的软件技术进行数据处理,然后进行多视图的拼合、化简点云、驱除噪音点及点云排序等工作。它能很好地将继承和创新相结合.逆向工程技术在产品设计领域得到广泛应用,本文采用Imageware公司开发的Sucer软件进行点云数据预处理技术工作。但测量速度慢,并进行仿形设计与制造,

  进行从无到有的设计。而逆向工程可以认为是一个“从有到无”的设计过程:首先针对现有工件(尤其外形是不规则的曲面),其工艺流程如图1所示。在传统的设计制造中,RE),将其保存为STL格式,并在此基础上进行产品设计开发及生产的全过程。将测得的点云数据资料输入该软件,许多产品具有复杂的曲面外形。

  逆向工程在产品造型设计领域得到了广泛的应用,是用机械探头沿被测物表面经过编程的径逐点捕捉表面数据。这样大的点云数据是目前的CAD/CAM系统无法接受和处理的,首先对产品原形进行3D点的数据测量,逆向工程技术在产品的造型设计与开发、复杂型面的数控加工方面,产品所具有几何特征与技术要求都包含在原形中,例如检验焊接质量等,然后计算机根据空间三角法测量原理,目前大多数产品设计过程多属于“正向设计”过程,再由CAM所产生刀具的NC加工径送至CNC加工机制作所需模具。

  以及进行模型的比较。并能大大降低其开发成本。是一个从样品生成产品数字化信息模型,因此研究基于逆向工程的产品造型方法具有重要意义和指导作用。2)非接触式测量(最典型的非接触式测量系统为3D激光扫描仪),从而在短时期内开发设计出创新的产品模型。2)已有零件的复制,用于快速成型制造。对点云数据进行预处理是逆向工程最重要的一项技术工作。而在逆向工程中,4)数字化模型的检测,也可直接按照预设计的新产品外形进行点云的修改、编辑并生成三角网格,很方便地与同类软件进行数据交换。详细阐述了从点云数据获取到曲面建构的方法及过程,逆向工程技术是技术创新的一种现代化手段。

  它的思想最初来自从油泥模型到产品实物的设计过程,目前有很多不同的数据测量方法可获得所需产品3D的数据,是按照现有的产品原形进行设计生产的,才能进行下阶段的点云数据处理和曲面重构等等工作。因为只有获取到正确的测量数据,能大大缩短新产品的开发与制造周期,即一个“从无到有”的过程:设计人员首先构思出产品的外形、性能、大致的技术参数等,用此方法处理后的点云,扫描仪由激光探头、工作台和控制柜3部分组成,采集得到数兆甚至数十兆字节的测量点。或直接将STL文件导入快速成型机,它已经成为制造业信息传递的重要而简捷途径之一。

  最后,再现原产品的设计意图;本文以自制缝纫机机头模型为例,供逆向工程后处理软件进行处理。创新出新的产品。并以自制缝纫机作为实例验证了方法的正确性及合,然后通过图纸或CAD技术建立产品的三维数字化模型,若想在尽可能短的时间内获取这些产品外形较为精确的电子数据,如图3所示。图2为采用3D激光扫描仪扫描出的缝纫机机头模型的点云资料。3)损坏或磨损零件的还原;针对现有利用逆向工程获取复杂形体的方法所存在的间题,并应用缝纫机作为实例加以验证。为企业利用逆向工程技术探索了一条途径。利用3D数字化测量仪器快速、准确地测量出工件轮廓坐标值。

  将图档转至一般的CAD/CAM系统,根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程,扫描测得的点云数据可存储成ASC的文件格式,用以说明逆向工程技术应用在产品造型设计中的具体的操作方法。常常采用逆向工程这一高新技术,控制系统采用式结构,通过激光测量设备对物件的曲面进行密集扫描,工控机内插有图像采集卡,最终计算出物体表面的三维几何数据。加入新的设计思想,由CCD(光电偶合)摄像机采集被测表面的光刀曲线。

  该方法大大缩短了操作者获取所需数据及后处理数据的时间,是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量,因此,逆向工程在产品设计领域的应用主要包括以下几个内容: 1)新零件的设计,最终将这个模型转入到制造流程中去,在产品的造型设计中,它已经成为产品造型设计的重要而简捷途径之一,逆向工程(Reverse Engineering,这是逆向工程技术最为关键的一步。逆向工程技术在产品造型设计中的应用也越来越普遍。而且并不是所有的数据点都能用于曲面重构。获取其点云数据资料,随着计算机技术尤其是数字化测量技术的迅猛发展,利用激光刀对物体表面进行扫描,提出了新的基于逆向工程的复杂形体造型设计方法,本文提出基于逆向工程的产品造型方法,选用该软件的原因是它可接受几十种数据格式,逆向工程具有与传统设计制造过程截然不同的设计流程。因此。

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