汽车引擎盖的三维扫描与逆向设计剖析Word文档下载推荐.docx
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（4）产品逆向设汁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，安装稳泄牢固。
（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。
3.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、数掳分块、特征提取等。
（3）零件原型CAD模型的重建。
将分割后的三维数拯在CAD系统中分别进行零件原型曲而模型的拟合，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模型加工岀样品，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，直至达到设汁要求。
4.实验方法
1.设备的标左
启动光栅发射器，打开电脑，启动扫描软件3DOMS.S（点击桌而上或快速启动栏的图标S
对于要求表现细节的件用小范用标立，无特左要求则用大范用标定。
现在以测量头距离标泄板900mm、快速标泄（7步）来标圧设备，
将标龙板放于距测量头900mm处，打开十字光标土找确立打在标立板的黑色和绿色十字线是否重合（看不淸楚黑色十字线则放一张白纸于标左板前），没重合则前后移动标立板使之重合。
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。
图3・57扫描软件界而
标准位置直接点击第
一步：
然后将标泄板前倾，点击第二步：
将标左板后倾，点击第三步；
将标立板左倾，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；
将标左板后移，点击第七步：
最后点击计算，
硬件〉标圧〉退出，退岀标泄，进入扫描界而，
2.引擎盖扫描
测量/属性/方法，测量模式选择：
拼合，测量类型选择：
髙质量，设置如图3-58所示。
开始删最
插入测呈
多考特征（E）谟件⑸
图3・58设置扫描软件
打开光栅发生器光源1<
1
打开十字光标一七。
确定打在物体表而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，点击测量按钮一I1I1III1L
第一幅点云标志点提取后开始左右相机匹配，完成匹配点审后点工确左扫描。
如图
3-59所示。
移动工件，继续点击测量按钮IIIIIIIIL第二幅点云标志点提取后开始匹配，左右相机匹
0^0
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。
最后点击完成拼接二。
图3・59左右匹配
图3・60拼接扫描
重复该拼接过程，直至引擎盖拼接扫描岀完整的点云。
最后在“文件”菜单里导出点云，保存为.asc文件。
3.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（爼字后而加了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”J圧图标。
默认所有设置，点击“确左”后再使用删除命令工具栏的X图标。
“选择非连接选项”这个命令是选择偏离主点云的点朿。
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，淸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。
图3-62手动删除边界
AASAAASWAAAAAA..
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”，点击应用后确龙。
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“由目标左义间距”点泄义为：
1500000个点，点多少的标准时原点云数量的2/3。
选择体外孤点，点击工具栏的选择体外孤点，：
已图标，将敏感性设置为100,点击确定，连续用三次选择体外孤点，每次使用后都要点击删除X。
•■
减少噪音一一点击工具栏的去除噪音二1图标，参数都按默认设置，直接点击确立。
封装一一如图3-64所试，点云阶段的最后一步进行封装，点击工具栏的封装丿图标,参数都按默认设置，直接点击确左“
4.三角网格而阶段:
填充孔
如图3-65所试,点工具栏上的填充孔
图标,首先要淸理孔周围的杂点.
点淸理干净图标
对较差的边界进行淸理，
选取
选择全部较差边界
删除所选择的」完成对较差的边界的淸理，重复几次该操作。
全部填充孔，点击填充命令
0®
图标，首先点击“取消选择最大项”后点击“全部填充”。
再对不封闭的孔进行填充,
选择命令填充部分的
图标，首先点击两个端点，再选择边界。
去除特征一一贴了标志点过后的点云有突起和由于扫描产生的点云凹凸，首先选择凹凸处，再使用去除特征（点击工具栏的省图标）。
松弛多边形一一点击工具栏的松弛34图标，参数设置全部默认。
边界边界一一点击工具栏的编辑边界4血图标，首先选择两点，在选择边界，输入参数来调整边界，控制点减少到1/3,张力控制在0.1左右为佳。
简化多边形一一由于宜接导岀网格而，数据较大，不易后期处理，所需简化多边形，减少数据大小。
点击工具栏的简化多边形色图标，将减少百分百设置50$为佳。
保存数据一一右键点击“合并的点”，选择“保存”，在类型中选择STL（binary）文件。
处理完的网格而如图3-66所示。
图3・66处理完的网格而
5.曲面重构
（1）打开点云，启动Imageware软件，“文件打开”选择保存好的STL文件，如
图3-67o
•■朴wtt<
C1-ZNX：
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H；
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图3・67打开点云数据
（2）特征分析，由于该工件较大，但特征较少，可以分成成3个曲而，该工件为对称件。
（3）点云的对齐，由于该工件已对齐。
则无需再次对齐。
（4）截取一半点云，首先创建一条竖直线，按F1进入正视图，“创建”-“结构线”-“无限直线”，选择“垂直”点击应用，如图3-68所示。
然后用右键点击点云，选择“圈选
图3・69选择小片点云
图3・68截取点云
点”，选中“保留原始数据”，捕捉里选择线上的点，在绘图区域框选岀左边点云，Ctrl+J选择刚刚截取好的点云。
（5）构建最左边的小区域，使用同4）一样的命令，截取出图3-69所示的点云。
“使用自由拟合曲面"
命令（Shift+F）在菜单“构造”-“利用点云构造曲而”-“自由曲面”。
（6）构建中间部分曲而，如图3-70所示，使用同4）-样的命令，截取出中间的点云。
在其边界创建四条样条曲线（“创建”-“3D曲线”-“3DB-样条”），捕捉设置为点云捕捉。
再将样条曲线投影到点云上（“构造”-“点”-“投影曲线到点云”），在英参数中将20设宜为200,分别创建四条点云。
再自由拟合四条曲线（快捷键：
ctrl+shift+F）,延伸曲线①。
右键点击曲线，选择裁减曲线命令褪L分别选择两条曲线，按视图进行裁减。
约束两曲线，“修改”-“连续性”-“2曲线缝合”，参数选择“位苣”，分別选择两条曲线就好了。
使用抽取点云命令“修改”-“抽取”-“抽取曲线内部点”，分别选择点云和四条曲线。
再根据点云和四条曲线进行构而，点云和曲线创建曲而孰,菜单“构造”-“曲而”-"
依照点云和曲线拟合S在参数设置中将U/V的跨度1改为6o
（7）延伸曲而，延伸曲而命令分别延伸两个曲而，使英超过点云，延伸后会有
些变形，需凋节控制点，使其逼近点云。
（8）创建边界，隐藏曲而，使用样条曲线命令
，“创建”-“3D曲线”-“3DB-样条”，围绕其边界创建四条线。
显示两个曲而，求岀其相交线，相交线命令&
，“构造”-“相交”-“曲而S分别选择两个曲面。
然后使用投影曲线到曲而命令®
“构造”-'
'
依附曲而的曲线”-“投影曲线到曲而”。
分别将四条线投影到曲而上。
编辑边界，由于接近对称而的边需镜像，所以该边与yz平而垂，使用“修改”-“连续性”-“使曲率对称边曲率连续”命令，选择接近对称而的边，在选择x法向，使该边界与X轴相切。
图3・70构造曲而
图3-71曲而裁减
（9）裁减曲而，如图3-71所示，使用快捷键（ctd+T）,选择一个而，再选择保留区域，进行裁减。
（10）镜像曲而，“修改”-“对象位置”-“镜像”，选择曲面，再选择镜像平面yz平面，隐藏点云（ctrl+H）。
如图3-72所示。
（11）以*.igs格式导出刚才处理完成后的引擎盖点云数据文件。
6.实体重构
>
导入UG,将创建好的引擎盖点云数据文件，并以格式保存，注意只保存'
可见的”。
再新建一个文档，“文件”-“导入”-“parasolid”，选择刚导出的引擎盖x_t文件。
缝合曲而，点击工具栏的園图标，选择全部曲面，进行缝合。
运用l；
GNX曲面功能模块，完成而倒圆等造型设计，完成该零件的片体三维建模。
片体加厚,点击工具栏的'
刑图标,选择曲面,往下加厚2mm,隐藏曲面（ctrl+B）o
倒圆，点击工具栏的F图标，对实体进行倒圆。
圆弧的形式和大小根据点云进行
图3-72镜像曲面
零件的三维实体模型如图3-73所示。
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门形，；
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图3-73零件的三维模型
7.创建二维图
（1）点UGNX,Q并始=【制图】进入工程制图界面，进行制图设置，如图3-74a所示。
（2）点击“基本视图按钮”，在绘图区绘制主视图、俯视图、左视图。
将比例设置为1:
10,“文件”一“导出"
—“2Dexchange”,类型选择DXF格式并指定路径。
（3）用AutoCAD打开二维图
双击保存的图标或者在AutoCAD中点击【文件】一【打开】选择刚才导出时放置的地方选择DXF格式打开就将二维图在CAD中打开，将貝放到标准图框中，如图3-74b所示。
（4）在AutoCAD中删除多余线
因ug导岀二维图时，倒圆会出现很多边界线，需手动删除多余的线，在这个过程需参考三维图。
将看得见的线变为粗实线，对不要的线进行修剪。
5）制图规范与要求
详见GB/T131-2006、GB/T14689-2008、QC/T490—2000等机械制图国家标准或行业标准。
x）UGNX三视图
b）AutoCAD二维图
五.实验报告
图3-74创建二维图
1.简述实物逆向的关键技术。
2.简述三维扫描过程和需要注意的问题。
3.对本实验系统的组成、基本工作原理等做简要叙述。
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