基于细分曲面的反求工程CAD系统设计.pdf

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1、·31·基于细分曲面的反求工程CAD系统设计张明容，王丽(华南理工大学广州汽车学院汽车工程系，广东广州510800)摘要：通过对细分曲面的两种基本细分模式的研究，设计了一个基于细分的反求工程CAD系统。这个系统可以将物体的三维离散数据进行简化，然后根据不同的细分方法，反求出物体的CAD模型，而且这个系统可以对模型进行旋转、平移、缩放、局部放大、整屏显示全图等操作。关键词：反求工程细分曲面CAD中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：l002—6886(2011)o1"0031—03DesigningaCADReverseEngineeringS

2、ystemBasedonSubdivisionSurfaceZHANGMingrong，WANGLiAbstract：ACADmodelreconstructionsystembasedOilsubdivisionisdevelopedaccordingtodeeplystudythesubdivisionSill'-face．Thissystemcansimplifythethree-dimensionaldiscretedata，thenreconstructtheCADmodelbasedondiferentsubdivisionmeth-od

3、s．AnditcanalSOrotate．removeandzoomthemodelandmagnifythepartview．Keywords：ReverseEngineering；subdivisionsurface；CAD位置取为：0引言F=vo+1+2+3)／4反求工程⋯(ReverseEngineering，RE)是对实物进(2)E一顶点行三维数字化处理，将获得的三维离散数据作为初始素设内部边的端点为Vo，共享此边的两个四边形面分材，借助CAD／CAE／CAM系统，构造产品的CAD模型，输别为Vo，，，V)和(，，／)4，)，那么与此内部边

4、相对出NC加工指令，制造产品的一种产品开发模式。在反求应的E一顶点为：工程中，数据的获取和处理、曲面重构是其关键技术，其中=詈(％)+(：)曲面重构在反求工程的关键技术中占有极其重要的地位。因此，应用恰当的曲面重构方法非常重要。目前，应用最(3)V一顶点多的曲面重构方法是细分曲面法，与其它的曲面重构方法若内部顶点的1一邻域的边界顶点依次为。，．-，相比，细分曲面(subdivisionsurface)具有局部支撑性、高．．，其中n=Il(1l表示顶点V的邻边数)，偶数下标效性、细仿射不变性、算法简洁性、整体连续性等等优点，的顶点为邻点，奇数下标的顶点

5、为其四边形面上的对角所以本文采用细分曲面作为曲面重构的方法。点，相应的V一顶点为：然而在细分曲面应用于反求工程曲面重构时，绝大=％+多数是对以前的细分方法进行改进或者提出一种新的细蓑+鲁‰分方法。而很少有人把几种细分方法用于同一个反求工其中J8=3／(2n)程系统中。针对此问题，本文提出了一种基于细分曲面的=1／(4n)反求工程CAD系统。这个系统包含了两种基本的细分，=1一卢一可以根据输入的三维数据选择不同的细分方法。(4)边界边(。，)上的E一顶点1细分曲面—}v0+1)1．1Catmul1．Clalk细分模式(5)边界顶点在边界上的两个相邻顶点

6、为，，则Catmull—Clark细分模式的初始网格是四边形网的V一顶点为：格。VF是新面点，VE是新边点，w是新顶点，则：=i1(+)+3(1)F一顶点设面的四个顶点为。，，：，，则相应的F一顶点的Catmull—Clark细分的正则点C2连续，奇异点cl连中国机械采购网·32·续。2．2系统的实现1．2√细分模式系统的开发环境基于Window2000操作系统，采用细分模式的初始控制网格为三角形，在每个三MicrosoftVisualC++6．0、MFC类库、OpenGL图形函数库角形面中插入一个F一顶点，并与该三角形的三个顶点相等工具开发。连，共

7、享一条边的两个三角形对应的F一顶点也相连，最2．2．1系统的数据结构后删除原来的边得到新网格。细分时，它只生成新面点VF反求逆向工程CAD系统共包含4种基本的几何模和新顶点VV。型：点云、曲线、曲面、STL实体，它们对应的类名称分别是(1)F一顶点CMPointCloud、CMCurve、CMFace、CMStl。这些类均从类设三角形面片的三个顶点为，，：，则新插入的F一CMGeometryObject继承而来。类CMGeometryObject包含顶点：了所有几何模型的共有属性和方法，例如模型的名称、最=(V0+V1+2)／3大最小XYZ坐标值、模

8、型的外包围球半径等。(2)V一顶点2．2．2系统文件输入输出接口的实现若内部顶点的1一邻域的边界顶点依次为。