基于逆向工程的CAD模型重构.pdf

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1、CAD／CAE／CAPP／CAM现代制造工程(ModemM蚰ufacturingEn舀neering)2015年第2期基于逆向工程的CAD模型重构+王婷，苏红磊(宁夏职业技术学院机电系，银川750002)摘要：cAD模型重构采用逆向参数化建模方法为产品后续分析、制造提供了数学模型，成为了设计新理念，因而被广泛应用。以花瓣、蝎子为例，讲述了uG、Imageware和Geomagicstudio三个逆向设计软件重构的过程。分析了三者的设计思路和应用特点，总结了各自优势及差异性，对构建参数化模型过程中的关键技术进行了分析，提供了一定的参考价值。关键词：逆向工程；花瓣；蝎子；Geom

2、agicstudio软件；IIIlageware软件；uG软件中图分类号：7IHl64文献标志码：A文章编号：167l—3133(2015)02—0089—04TheCADmodelreco璐tr眦tionb嬲edonreverseengi耻eringWangTing，SuHonglei(DepanmentofElectricsandMechanics，Nin铲iaPolytechinc，YinchuaIl750002，China)Abstract：Usingreverseparametricmodelingmet}Iod，tlleCADmodelreconstmctionp

3、roVidesmatllematicalmodelforpro-analysis蛐dm锄缸act面ng0fproducts，alldasanewidea，iswid由印plied．Takingex锄plesofpetals粕dscorpio璐，describestllerecon—stmctionpmcessoftllreereversedesignsofhare，UG，Imageware姐dGeoma西cStudio．Inaddition，analysestlIedesigntlloughts锄dapplyingcharacteristics0ftllethreesofha

4、re，粕dsummdzestheadv蚰tagesanddi如rencesrespectively．underpiIlIlingt}le粕alysisofkeyteclIIlologyintlleprocessofpar姗etricmodeling，cano任矗somerefe陀Inialvalueonsubsequentstudies．1【eywords：reve璐een西neering；petals；scorpion；Geoma季cStIldio；Imageware；UG0引言逆向工程(ReverseEn舀neering，RE)也称反求工程，是指根据实物模型测得的数据构造

5、出CAD模型，继而将这些模型和设计表征用于产品的分析和制造，并且可以通过对重构模型特征参数的调整和修改来达到对实物模型的逼近或优化，以满足后续的加工要求，是从数字化点的产生到cAD模型的一个推理过程¨J。在工业高速发展的今天，cAD软件已经不仅仅拘于依照参数及变量描述曲线，更存在大量的自由曲面，逆向工程已经广泛地应用于医学、模具制造等领域。总而言之，有自由曲面的地方就有逆向制造的空间。逆向工程的融入极大地提升了工业产品的创新及优化空间，同时，模型重构后与数据源的符合度又影响了后续制造。曲面重构首先从点云数据开始，数据的采集通常有许多方法，最初是通过对图片或照片来建立模型，对空

6、间信息进行可视化表达，其数据来源就是数码相+宁夏科技支撑计划项目(2012zYc019)机。当采集的信息由图像变为物体几何特征时，数据来源就是三维扫描仪。目前市面上主要使用的是非接触光学扫描仪，分白光及激光两种。实物经扫描后生成的数据，即点云。本文从点云数据人手，以花瓣、蝎子为例阐述CAD模型的重构过程，分析UG、Im—ageware及Geomagicstudio软件在曲面重构过程中各自的优势及差异性。1UG自由曲面重建uG软件逆向造型遵循点一线一面的原则，属于传统曲面造型范畴，但是造型思路较为清晰、易于理解。当看到一个实物，首先视觉的感官刺激是面，其次是轮廓，也就是说可以把

7、一个面分解为无数条线，线再分解为无数个点。反过来，当面对无数个点组成的面的时候，就可以选取合适的点连接成线，再将特征轮廓线通过扫掠、曲线网格等方式作出面。例如一个花瓣点云数据如图1所示，做出1／8花瓣，再阵列即可。首先就是由点到线的过程，为了保证1／8花瓣在阵列892015年第2期现代制造工程(Mod咖M蚰uf如t曲ngEn画neering)后能够封闭，必须保证特征轮廓线上的点在投影方向为一条直线，否则就会出现图2a所示的情况，造成图形不完整。同时，如果为了更真切地表达跟原物的接近度，理论上把所有特征轮