汽车引擎盖的三维与逆向设计.doc

汽车引擎盖的三维扫描与逆向设计 一、实验目的 熟悉逆向设计的整个流程； 熟悉三维光学扫描仪的使用； 掌握点云处理中的基本技巧及指令； 掌握三角网格修复的基本技巧及指令； 熟悉逆向软件imageware的使用； 熟悉ug的建模模块； 熟悉三维导出二维的流程。 二、实验设备和工具 铁牛三维光学测量仪； 显影剂； 逆向设计软件Geomagic、Imageware； 三维CAD/CAM软件UG NX5.0； AutoCAD绘图软件。 三、实验原理和要点 实验原理 逆向设计是指采用先进的测量设备从实物模型测得的数据，可方便快捷地提取难以用CAD正向设计的零件以及复杂曲面建模所需的数据，构造出该物体CAD模型，它在产品快速设计与快速制造方面具有重要意义。 实验要点 （1）被逆向件的边缘要光顺，要符合工程设计要求及规范等； （2）孔径形状及位置尺寸要圆整，孔径符合标准化，系列化； （3）有拔模角度要求的零部件逆向要遵守零部件工程设计规范； （4）产品逆向设计中尽量采用各相关标准进行工程逆向设计，尽量采用被逆向件的专用标准及通用标准等。 （5）各种设计数据尺寸应准确无误，使逆向件结构强度可靠，安装稳定牢固。 （6）设计过程中应充分参考其它车型的成熟样件，以更深入地了解被逆向件，降低逆向设计难度。 实验步骤： （1）零件原型的数字化。通常采用接触式或非接触式测量方法来获取零件原型表面点的三维坐标值。 （2）测量数据点的预处理。包括数据点噪声剔除、数据简化、数据平滑、数据分块、特征提取等。 （3）零件原型CAD模型的重建。将分割后的三维数据在CAD系统中分别进行零件原型曲面模型的拟合，并通过各曲面片的求交与拼接获取零件原型的CAD模型。 （4）CAD模型的检验与修正。根据获得的CAD模型加工出样品，重新测量加工模型，检验重建的CAD模型是否满足精度或其它试验性能指标的要求，若不满足要求则重复以上过程，直至达到设计要求。 四、实验方法 设备的标定 启动光栅发射器，打开电脑，启动扫描软件3D OMS.S（点击桌面上或快速启动栏的图标。） 对于要求表现细节的件用小范围标定，无特定要求则用大范围标定。现在以测量头距离标定板900mm、快速标定（7步）来标定设备， 将标定板放于距测量头900mm处，打开十字光标。确定打在标定板的黑色和绿色十字线是否重合（看不清楚黑色十字线则放一张白纸于标定板前），没重合则前后移动标定板使之重合。 点击菜单：“硬件标定快速标定（7步）”，进入标定界面，如图3-57所示。 标准位置直接点击第一步；然后将标定板前倾，点击第二步；将标定板后倾，点击第三步；将标定板左倾，点击第四步；将标定板右倾，点击第五步；将标定板前移，点击第六步；将标定板后移，点击第七步；最后点击计算， 点击菜单：硬件标定退出，退出标定，进入扫描界面， 引擎盖扫描 点击菜单测量属性，选择拼合，类型，图所示 打开光栅发生器光源，打开十字光标。确定打在物体表面的黑色和绿色十字线是否重合，没重合则前后移动设备使之重合。 关闭十字光标，点击测量按钮 。 第一幅点云标志点提取后开始左右相机匹配，完成匹配点后点确定扫描。如图3-59所示。 移动工件，继续点击测量按钮。第二幅点云标志点提取后开始匹配，左右相机匹配完后点击“开始拼接”,开始和上一幅点云进行拼接，如图3-60所示。最后点击完成拼接。 重复该拼接过程，直至引擎盖拼接扫描出完整的点云。 最后在“文件”菜单里导出点云，保存为.asc文件。 点云处理过程 启动Geomagic软件，在“文件”-“打开”，选择所有扫描的点云(名字后面加了C的是标志点，无需导入)，将点云导入后右键点击点云选择“着色”-“着色点”。 对点云进行去噪处理，首先点击工具栏的“选择非连接选项”图标。默认所有设置，点击“确定”后再使用删除命令工具栏的图标。“选择非连接选项”这个命令是选择偏离主点云的点束。如图3-61所示。 手动删除杂点，自动删除非连接选项后还需手动删除杂点，清除的包括边界以及还未去除的非连接选项。使用选择工具来选择删除杂点。包括每一幅的点云的杂点，选择一个点云再按alt+1 来显示这片点云，将黑色杂点、翘曲边缘等删除。按alt+8显示所有点云。如图3-62所示。 全局注册，所有的参数都按默认设置，点击确定。该命令会减少扫描数据间的偏差。 联合点对象，“点”-“联合”-“联合点对象”，点击应用后确定。该命令主要是将扫描点云联合起来更容易进行除噪 如图3-63所示，统一采样按“点”-“采样”-“统一采样”，选择“由目标定义间距” 点定义为：1500000个点，点多少的标准时原点云数量的2/3。 选择体外孤