基于Imageware的玩具汽车的逆向设计

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1、38DieandMouldTechnologyNo．62012文章编号：1001-4934(2012)06—0038—04基于Imageware的玩具汽车的逆向设计张慧民(苏州工业园区职业技术学院精密工程系，江苏苏州215021)摘要：利用逆向工程技术和Imageware、UG相结合，以玩具汽车为原型进行逆向工程的实际应用研究，介绍了逆向设计方法。采用光学系统采集图像，然后通过计算机图像处理技术抽取边缘获得轮廓数字点，利用现有CAD软件处理系统进行三维模型的构建，并对曲面重构这一关键技术进行详细分析，缩短了产品的研发周期

2、。关键词：数字化；逆向设计；ImagewareUG；玩具汽车；曲面重构中图分类号：TP391．7文献标识码：BReversaldesignoftoycarbasedonImagewareZHANGHui—rainAbstract：Usingreverseengineeringtechnology，UGandImagewaresoftwaretostudythepracticalapplicationofreverseengineeringwithprototypeoftoycar，reversedesignmethodw

3、asintroduced．Firstly，imageswerecapturedbyopticsandthenusecomputerimageprocessingtechnologiestoextracttheedgeinordertoobtaindigitalpointsfortheoutline．Afterthat，useCADsoftwaretoconstructthe3D-mode1．OneofthekeypointtechnologiesrecOnstructingthesurfacewasdiscussedin

4、detailinthispaper．Withthistechnology，thedevelopmentcyclewascutdown．Keywords：digitization；reversaldesign；ImagewareUG；toycar；surfacereconstructionO引言原型或油泥等各类模型进行三维尺寸的采样及测量。如果用激光抄数机进行采样，由于点云逆向工程又称反求工程(ReverseEngineer—数据过于庞杂，首先要对点云数据进行稀释、去ing，RE)_1]，即采用对实物原型或油泥等各类模躁点

5、等预处理。其次根据处理的点云提取特征型进行数字化测量、采样，然后根据测量及采样点并构建特征线，拟合曲面从而得到原物体的所得的数据通过三维几何建模方法构建CADCAD数字模型。结合快速成型、模具的设计加数字模型并实现产品的设计改进、破损零件复工或NC编程的加工得到复制品的整个过程为制及零件的仿形设计的过程。逆向工程。其中，逆向设计的要点是根据光影逆向设计的主要设计流程是利用精密的测对曲面进行分割，通过分割的点云构建出曲面量仪器(如三次元、激光抄数机等设备)对实物片，对这些曲面片进行拼接构成物体的各个面，收稿日期：2012-

6、05—02作者简介：张慧民(1976一)，女，副教授。模具技术2012．No．639确保曲面光顺。在逆向设计的过程中应采用正于导入UG进行片体缝合。向的没计‘思路进行逆向设计，即不再是单纯复1．2数据采集及预处理制出产品的CAD模型，而是应考虑为后续的加工、开模保证可行性。通过逆向设计可以捕捉本案例通过特定的测量系统获取零件表面出正向设计的设计者的想法及构建约束之问的离散点的三维几何坐标数据，这里所采用的测关系。具体正向与逆向设汁结合基本流程图如量系统是国内外用于精密测量的由日本生产的图1所示。柯尼卡美能达RANGE7R

7、ANGE5测量系统，该设备的测量精度是±40／lm。由于实物几何形状、产品边界及测量手段的影响，无论使用何种测量设备进行测量，都不可避免地会产生数据误差或数据缺失，而且RANGE7／RANGE5系统由于采用线激光面扫描，单副扫描时间1～2s，获得3O万点云数据，测量所得的数据量庞大，所以．首先要对数据进行去噪、稀释点云等预处理。图l逆向设计流程图1零件的逆向工程设计实例图2原始点石根据逆向工程的思路，对零件的逆向设计如图2所示，由于扫描的数据含有大量的可以利用一些软件进行，如：UG、Pro／E、CATIA、杂点且数据比较

8、庞大，运行过程比较慢，所以，必须要对数据进行去除这些杂点或噪点，然后Imageware和Oeomagic等软件。本文先对机精简点云【-一。由于玩具汽车拥有的曲面曲率变械零件进行测量，通过Imageware进行构建特化大，本例采用按最终数据点数、按数据点相同征线、曲面建模，然后导入UG，通过UG建模进的距离、弦偏差法等