逆向工程和快速成型的手机外型快速设计.ppt

基于逆向工程和快速成型的手机外型快速设计 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 概述 本次设计以松下G60手机为原型，进行CAD模型的 重建。然后使用激光快速成型机对其进行快速成型制 造。也就是对手机外型的逆向工程。 通过各种测量手段及三维几何建模方法，将原 有实物转化为计算机上的三维数字模型，CAD领域 ，这就是所谓的逆向工程。 设计步骤 松下手机外型的激光扫描 三维曲面建模 三维实体建模 快速制造 质量评估 YOUR TOPIC GOES HERE 三维激光扫描仪 三维激光扫描技术， 它能够完整及高精密度 的重建实物或实景、三 维实体模型及原始测绘 数据。最大特点就是： 精度高、速度快、逼近 原形。 法国KREON 系 列三维激光超高精 密度扫描仪 KZ 50 YOUR TOPIC GOES HERE Imageware12 点及曲面处理软件 Imageware12是美国 EDS公司生产的软件。主要 用来做逆向工程，它处理点 云数据的流程遵循，点 曲线曲面的原则，整个 流程简单清晰明了，而且软 件操作容易，对系统性能要 求也不高。 其广泛应用于汽车、 航空、航天、消费家电、模 具、计算机零部件领域。 右边是软件的操作界 面。 YOUR TOPIC GOES HERE Mechanical Desktop 简称MDT 三维实体造型软件 Autodesk公司在 AutoCAD软件包的基 础上，开发出了三维 实体造型软件 Mechanical Desktop 简称MDT MDT软件包括零 件造型、零件装配、 曲面造型及二维出图 等部分。其中曲面造 型模块具有方便的曲 面缝合功能 。 YOUR TOPIC GOES HERE 快速成型设备 快速成型机是新加坡 的ZIPPY 1系统 。 ZIPPY是首家采用精 密滚珠丝杠传动、精密滚 珠直线导轨导向，机械空 运行重复定位精度为 0.01mm。采用独特技术保 证工件Z方向精度。采用均 匀加热方式，保障系统可 平衡地加热到最高400， 可兼容其它供应商提供的 成形材料。 YOUR TOPIC GOES HERE 点云过滤 该点云数据中存在很 多的不需要的点，为了后 面处理方便首先需要把点 云中明显的不需要的点删 除掉。 如右图中手机外型以 外的部分。 YOUR TOPIC GOES HERE 删除明显多余部分后 的点云如图 原始点云还有651612 个点，因此需要进行过滤 操作。 YOUR TOPIC GOES HERE 进行点过滤后的点 云，如图 YOUR TOPIC GOES HERE 点云及曲面处理 仔细观察手机原形会发 现它是左右对称的实体。因此 建立对称平面，是必要的建摸 方法。可以使后来的建模对称 精度更高。 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 在手机点云上有 两个扫描时特意粘贴上 去的钢球的点云，由于 球装点云拟合时精度比 较高，而且球心比较好 捕捉，因此可以建立一 条过两球心的线段，然 后建立过该线段中心点 ，且平面法向为该线段 方向的对称平面。 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 建立上表面 由于上表面接近放样曲 面的特征，并且使用放样得 到的曲面质量比较好，因此 主要的曲面建立方法还是使 用放样。 把上面的点云分割出来 ，在分割出来的点云上再分 割出一部分边上的点云，然 后在建立的点云上建立3D曲 线，再把该曲线投影到对称 面上，再在z向建立镜像曲 线，然后放样得到曲曲。 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 建立下表面 曲面的下表面拥 有和上表面相同的特 性，因此还是使用放 样的方法建立手机的 下表面。 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 建立侧面 手机外形侧面的也拥有和上表面较相似的特征，因此还 是采用相同的方法，放样建立侧面曲面。 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 建立裁剪曲线。 把多余的部分裁剪掉。 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 建立倒角面 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 建立棱角曲面并对曲面再次裁剪 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 建立按键曲线 整体镜像操作 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 曲面连续性处理 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 误差分析 误差为0.5mm YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 在Imageware中把精简数据后的文件另存为扩展名为IGS 的文件 。在MDT中导入。 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 曲面缝合及模型实体化 采用分步缝合的方法。 先缝合上表面，然后是下表 面，然后是侧面，最后是倒 角边。分步缝合完毕后选中 所有曲面进行整体缝合。这 样处理可以得到比较高的曲 面缝合精度。 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 建立手机按键 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 在手机实体模型上切割出按键孔 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 快速成型制造 利用MDT软件将G60手机零件 的三维CAD模型转化生成STL数据格 式提供给，激光快速成型设备。 在十几个小时的加工后，再进行 下料，拨料，上漆。 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 质量评估检测 逆向工程误差A可表示为： A逆f(AI制，AI损，AI计，AI测，AO造)。 AI制：模型的制造误差 AI损：模型的磨损 AI测：实体测量的误差 AI计：曲面建模的误差 AO造：快速成型时的制造误差 YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 数据点的获得三维激光扫描过程中的测量误差AI 测为：0.051mm 在进行逆向建模时的误差AI计为：0.5mm 在快速制造阶段，制造误差AO造：0.2mm YOUR TOPIC GOES HERE Your subtopic goes here 结论 本次采用逆向工程和快速制造技术对松下G60 手机的外形进行重新建模设计。由于初次接触，经 验不足，而且本次设计不是以精度还原为