基于pro_e的逆向工程研究与实践

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1、万方数据第30卷第3期2013年3月吉林化工学院学报JOURNALOFJILININSTITUTEOFCHEMICALTECHNOLOGYV01．30No．3M81"．2013文章编号：1007-2853(2013)03-0057-05基于PRO／E的逆向工程研究与实践王集思(吉林化工学院机电工程学院，吉林吉林132022)摘要：逆向工程，即对已有的零件或实物原型利用三维数字化测量设备准确，快速的测量出实物表面的三维坐标点，并根据这些坐标点通过三维几何建模方法重建实物CAD模型的过程．本文以Pro／ENGI-NEERWILDFIRE4．0为平台，对基于Pm／E的

2、逆向工程技术在创建鼠标实体模型中的应用进行了实验研究．关键词：逆向工程；Pro／E；实体模型中图分类号：TH123文献标志码：A随着工业技术不断的提升，产品需求的多样化、复杂化以及产品生命周期的日益缩短，如何在最短时间内将产品设计与制造完成，以掌握市场先机，成为工业界的重要课题．然而并非所有的产品均有设计图，其设计过程可能十分烦杂且无法产生3DCAD数据．为了克服这些问题，逆向工程技术应运而生¨o．为满足人们使用要求，鼠标的设计越来越注重人体工学，外形由简单的几何造型向复杂的自由曲面变化．本文以Pro／ENGINEERWILDFIRE4．0为平台，对基于Pro／

3、E的反求工程技术在创建鼠标实体模型中的应用进行了实验研究．1逆向设计工作过程逆向工程(反求工程)的具体流程如下：首先利用3D数字化测量仪测得现有样品或模型的轮廓坐标值，再通过建构曲面、编辑、修改后，传至CAD／CAM系统，然后经CAM所产生刀具的NC加工路径送到CNC加工机或快速成型机(RapidPrototyping)制作出样品的模具或模型，最后利用快速模具技术进行小量多样的翻制旧j．下面通过综合应用Surfacerl0软件对鼠标进行造型的实例，阐述逆向设计工作过程．1．1获取表面点数据点数据采用非接触激光扫描仪测量鼠标表面的方式获得，如图l所示．由于激光照射

4、范围以及CCD镜头接收角度的限制，测量过程要多次多角度的扫描，以获取完整的表面点数据，这将会使点数据产生坐标不统一的现象．目前，部分扫描设备具备自动定位不同角度扫描点数据的功能，但部分的测点数据仍然必须通过数据预处理软件来实现点数据的定位．图1激光扫描仪测量鼠标的外形数据1．2测量数据预处理测量数据的预处理包括：测量数据的拼合、噪声点清除、坐标校正、截面数据点获取、数据点重新取样、截面数据点重新排序等步骤，以下是将数据导入Surfacerl0软件完成此项工作的过程旧1．1．2．1点数据的拼合现有的逆向工程软件，数据的拼合方法大致分为两种．一种方法是选取欲拼合的点

5、群数据中数据重叠的部分，然后自动运算该区域曲率变化，将不同组数据中的相同区域拼合．选取区域自动收稿日期：2012-11-14作者简介：王集思(1980．)，男，吉林省吉林市人，吉林化工学院实验师，硕士，主要从事计算机方面的研究．万方数据吉林化工学院学报2013正拼合的方式较为简便，但运算的时间受数据大小和精度限制．另一种是利用基本像素实现定位．本文采用标志点的坐标校正方法，由三个标志点的测量资料决定坐标转换关系，将两次测量资料的坐标系统转为一致．该法使用三个标志点为坐标转换的依据，测量对象需粘贴三个标志点，并同时扫描，采用Atos测量仪自带的软件进行点数据的拼合

6、，拼合后的点云模型如图2所示．1．2．2噪声点清除无论是接触式或非接触式测量所获取的点数据都会有不需要的点数据存在，如夹具的点数据，或其他如工件表面粗糙度影响，工件表面形状变化过于剧烈形成的噪声点，容易造成曲面构建时的误判．得到点云数据后首先必须检查点群，删除不需要的噪声点．图3所示为手工圈选清除噪声点H3．图2整合的点数据模型图3删除周围噪声点1．2．3点云坐标校正量测过程中，为了扫描的方便，或避免干扰激光扫描和CCD接收数据，通常点云不会与标准坐标系对齐．为方便后续工作，需要运用Surfacer软件的定位功能进行点云坐标校正．经调整的点云位置如图4所示．赫■

7、鞋矗鞋§鞋雌■西罨翟叠强叠器§《§$It鞲嚣器蘩睡蠹i嚣霞ls毫¨={；^。理ljl誊蠹巍l、r卜寥万方数据第3期王集思：基于PRO／E的逆向工程研究与实践图5点云截面1．2．5点数据修补鼠标样件由于表面某些区域缺陷(凹陷)或表面分模线沟槽，使得激光扫描结果出现局部破损，需要进行插值修补，图6所示为软件插值修补前后对比‘51．瑟图6点云数据修补前后对比图1．2．6截面数据点重新排序在修补及重新取样后，会破坏原有数据的排序，需要通过点的顺序确认(图1-7中连线)方式重新整理，保证拟合曲线时的曲线方向一致，避免曲面构建时发生扭曲．1．3曲线拟合通过设定控制点数目和曲

8、线平滑值，软件自动进行曲