一、基于逆向工程的机械产品造型设计
基于逆向工程的机械产品造型设计
付 伟,张 海,龚志远
(华东交通大学机电学院,南昌330013)
摘要:利用激光扫描仪,以Surfacer、Pro/Engineer、Mastercam为软件平台,以煤矿机械常用的
轮辐为例,介绍了基于逆向工程实现模型重建过程和方法。阐明了逆向工程技术应用的一般程序、
技巧以及常见问题的解决。
关键词:逆向工程;激光扫描仪;产品造型
Design of Machine Produce Based on Reversing Engineering Technology
FU Wei,ZHANG Hai,GONG Zhi-yuan
(East China Jiaotong University, Electromechanical Department, Nanchang 330013,China)
Abstract:Introduces the processes and methods to restructure product based on inverse engineering technology
by utilizing laserscanner and Surfacer,Pro/Engineer,Mastercam. Given an example of spoke appeared in colli-
ery machine, illustrate the proceeding, the skills and the solutions frequently aboutthe application of reversing
engineering technology.
Key words:reverse engineering; laser scanner; design of machine produce
0 前言
在快速模具设计与制造中,人们常常针对现有
实物(样品或模型),利用激光扫描仪(或3D数字化
测量仪)准确、快速地测量轮廓坐标数据,然后建构
曲面,编辑、修改后,再传至一般的CAD/CAM系统,
由CAM所产生刀具的NC加工代码送至CNC加工
机床制作所需模具,或者送到快速成型机(Rapid
Prototyping)将样品模型制作出来,此流程称为逆向
工程。
逆向工程主要包括2方面内容:数字化技术和
曲面重建技术。数字化技术是指实物或模型数据的
采集;曲面重建是指根据离散数据,在CAD软件里
构建曲线、曲面,从而建立三维模型。
利用逆向工程进行三维曲面造型的步骤一般
是:首先获取点云数据,然后在点云中提取特征,构
建特征曲线,再分割面域,最后建构自由曲面。
产品不单单是功能要先进,外形也有很高的要
求。近年来在3D CAD软件普及的带动下,工业设
计越来越侧重于产品的外观造型。设计师们先通过
手工方式塑造出模型,如蜡模、木模等,然后再以三
维测量工具测量数据,最后由CAD软件生成自由曲
面。在没有图纸且产品或模型比较复杂的情况下,
采用传统的测量技术已经远远不能满足要求,而采
用逆向工程,则可以大大缩短设计与制造加工周期,
而且精度更高。
以煤矿机械常用的轮辐为讨论对象,利用激光
扫描仪测出轮辐曲面的若干数据,通过Surfacer逆向
工程软件进行数据处理,然后输出到Pro/Engieer进
行3D造型并分模,形成模具型腔,最后转换到Mas-
tercam编写程序,后处理后生成加工代码。
1 数据的获取及处理
首先使用Roland激光扫描仪,并采用Roland自
带的测量软件Dr.Picza3进行数据扫描测量。把实
物放到激光扫描仪里,找一个比较好测量的基准面
做定位面,设置一些相应的参数,然后点击“扫描”选
项,激光扫描仪就能自动记录下所获取的曲面点云
数据并保存在计算机里。在扫描的时候,测量点距
越小,所获得的点云数据就越逼近于所测量的实物
表面,但相应的,扫描时间也更长。点距设置的大小
主要取决于机器的精度及实物所要达到的要求。
Roland激光扫描仪可以达到最小精度是0.05 mm的
间距,完全能达到一般模具设计要求。
在测量的时候,由于激光扫描仪存在着扫描“死
点”,或是零件形状复杂,所以有一部分的曲面数据是
无法一次性扫描得到,这就需要移动或旋转零件,这
样才能得到完整的数据,然后以SEC的格式输出。输
出的点云经Surfacer利用诸如圆柱面、球面、平面等特
殊的点信息将点阵准确对齐。由于轮辐是中心对称
零件,为了减少扫描以及后续点云处理时间,选用了
二、急：！产品造型设计专业主要学什么和将来就业情况
主要学素描\水粉\平面构成\色彩构成\产品表现\PS\CORWDRAW\PRO-E\3DMAX\摄影等专业课程!
就业景观不错,看你怎么定位啦!本人就是这专业的……
三、在大学 产品造型设计系 上课会学些什么？
我是产品造型设计大2的学生，我们大1基本上是基础课程【素描，色彩，设计素描】和平面软件【ps】以及三大构成一部分。另外就是公共课【历史，马克思，英语等等】 大2是【3D AMX,犀牛，CAD，三大构成剩余部分，模型制作，国画花鸟】。
上课的话，专业课一般都是一个上午。每周上3-5天。
我的是本科，我不知道专科是不是这样上的，呵呵。
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