凳子的建模(共19页)

1、凳子(dng zi)的建模a)b)图1 凳子(dng zi)三维图点云的导入及处理(chl)“新建”项目，并设置合适的文件名及保存路径。导入点云数据 单击菜单栏“文件”-“导入”-“IGES”选项，如图2a所示，系统弹出如图2b所示的【导入自IGES选项】对话框。在该对话框下的“文件”标签页下，选择“要导入的IGES文件”路径(即凳子点云数据的保存路径)；在“要导入的数据”标签页下设定导入“模型数据”类型为曲线、曲面和坐标系，如图2c所示；其余默认设置，单击“确定”命令按钮，等待cmd窗口运行结束后，即可得到如图2d所示效果。a)b)c)d)图2 点云数据(shj)的导入a) 菜单栏下的“导入

2、_IGES”选项 b) “文件(wnjin)”选项标签(bioqin)的设置c) “要导入的数据”选项标签的设置 d) 导入的凳子点云效果图点云分析 拿到模型的点云文件后，应先对点云的特征、质量做以下几点分析：点云前处理情况：由于扫描方式的不同，点云可呈现多种样式，如图2d所示该点云应为使用接触式扫描仪所得或经过前处理的点云，有明显的人为处理特点：轮廓走线清晰，且根据特征不同对点云进行了分色、分层。此类点云通常质量较好，便于逆向建模的点云。点云坐标系：观察图2d可知，凳子点云的扫描坐标系与软件空间坐标系平行，但原点位置略偏移软件坐标原点。点云分区：参照凳子实物图可对点云进行分区，其中深绿色的为

3、凳腿及连接柱轮廓点、老黄色的为凳面外沿轮廓点、暗红色的为凳面装饰特征轮廓点、橄榄绿的为凳面顶部轮廓点。点云对齐 在菜单栏单击“插入”“曲线”“直线和圆弧”“圆(点-点-点)”命令选项，在代表凳面外沿轮廓的老黄色点群中任取三点，绘制如图3a所示的空间圆。在菜单栏单击“编辑”“移动对象”命令选项，系统弹出如图3b所示的【移动对象】对话框。选择“对象”为所有数据点和 = 1 * GB3 所建空间圆”；切换“变换”类型至点到点，并指定“出发点”为 = 1 * GB3 所建空间圆的圆心、“终止点”为坐标原点；点选“结果”方式为移动原先的，单击“确定”命令按钮，即可得到如图3c所示显示效果。注意：选择对象

4、时，不要把UG NX软件的坐标系选进去。a)b)c)图3 点云对齐(du q)a) 绘制(huzh)的空间三点圆 b) 对【移动(ydng)对象】对话框的设置 c) 移动后的显示效果凳面的建模创建(chungjin)拉伸圆柱(yunzh) 单击【特征(tzhng)】工具栏中的“拉伸”命令按钮，以1 = 1 * GB3 所建空间圆为截面、ZC向为矢量方向、9为“结束”值创建如图4所示拉伸圆柱。图4 创建拉伸圆柱创建辅助基准 在建模空间中双击坐标原点，系统弹出如图5a所示的【基准 CSYS】对话框。默认“类型”为动态，并在橄榄绿数据点水平段任选一点创建一新的辅助坐标系。修剪拉伸圆柱 单击【特征操作

5、】工具栏中的“修剪体”命令按钮，系统弹出如图5b所示的【修剪体】对话框，在该对话框中选择“目标体”为(1)所建拉伸圆柱、“刀具”为(2)所建辅助坐标系的XC-YC基准面，单击“确定”命令按钮，即可得到如图5c所示的显示效果。a)b)c)图5 修剪拉伸(l shn)圆柱b) 对【基准(jzhn)CSYS】对话框的设置(shzh) c) 对【修剪体】对话框的设置 d) 修剪后显示效果创建圆角单击【曲线】工具栏上的“圆弧/圆”命令按钮，在橄榄绿数据点圆角处选取三点绘制如图6a所示辅助弧线。单击菜单栏“分析”“测量距离”选项，系统弹出如图6b所示的【测量距离】对话框。切换“类型”至半径、“径向对象”为

6、(1)所建弧线，可测得该弧线半径为2。使用“边倒圆”命令，以R2为半径创建如图6c所示的圆角。a)b)c)图6 创建(chungjin)圆角a) 创建(chungjin)的三点弧 b) 对【测量(cling)距离】对话框的设置 c) 以R2为半径创建的圆角修正圆角单击菜单栏“分析”“测量距离”选项，系统弹出如图7a所示的【测量距离】对话框。在该对话框中，选取(4) = 3 * GB3 所建圆角面为起点，代表转角位置的橄榄绿点为终点，测量其到圆角面的最小值。由测量可得，圆角处的三个点距离分别为0.53598、0.106556和0.144065，如图7b、c所示。a)b)c)图7 修正(xizhn

7、g)圆角a) 对【测量(cling)距离】对话框的设置 b) 第1个点到圆角面的距离(jl) c) 第3个点到圆角面的距离一般情况下，逆向精度应控制在点到面的距离0.02mm范围内，故(4) = 3 * GB3 所建圆角面过于浮于点之上，应适当增加圆角半径。经尝试将圆角半径改成2.2为最佳。注意：由于逆向建模全过程中均存在误差，故此处操作者应根据自己所做的圆角情况进行调整，直接使用2.2的半径值未必是最佳的。创建凳面缺口创建辅助弧线 切换模型显示效果至“静态线框”,在代表凳面缺口的暗红色点处取三点绘制如图8所示的弧线。图8 创建的辅助弧线延伸弧线 单击【编辑曲线】工具栏上的“曲线长度”命令按钮

8、，系统弹出如图9a所示的【曲线长度】对话框。在该对话框中选择(1)所建曲线为目标曲线，默认延伸方式为增量、起点和终点、自然，并在“限制”选项区域内输入合适的“开始”和“结束”值，最后在“设置”选项区域内切换对“输入曲线”的处理为隐藏，单击“确定”命令按钮，即可得到如图9b所示的显示效果。注意(zh y)：“开始(kish)”和“结束(jish)”的延伸值自定，以超过暗红色点区域即可。a)b)图9 延伸弧线a) 对【曲线长度】对话框的设置 b) 延伸后的弧线显示效果创建辅助引导线 使用空间“直线”命令绘制如图10所示辅助引导线，并用同(2)的方式对直线进行延伸。图10 创建辅助引导线创建辅助曲面

9、 使用“扫掠”命令，以(2)的弧线为截面、(3)所建直线为引导线，创建如图11a所示的曲面。修剪凳面 使用“修剪体”命令，以凳面圆柱为“目标”、(4)所建曲面为“刀具”，选择合适的保留区域，创建如图11b所示的缺口。轮廓边沿倒圆角 以R1.5为半径，创建如图11c所示的圆角。a)b)c)图11 修剪(xijin)凳面a) 创建(chungjin)的扫掠面 b) 修剪后的显示(xinsh)效果 c) 对轮廓边倒圆角创建凳面突起创建中部大突起使用“圆弧/圆”命令，选取橄榄绿点中部突起部分，绘制如图12a所示的圆弧。拖拽圆弧两侧的箭头，对弧线进行延长，如图12b所示。a)b)图12 创建辅助圆弧1a

10、) 绘制的三点圆弧 b) 延长后的弧线显示效果使用空间“圆”命令，选取突起点下方的3个暗红色点，绘制如图13所示的圆。图13 创建(chungjin)辅助(fzh)圆使用(shyng)【特征操作】工具栏上的“点”-“交点”命令，依次创建XC-ZC基准面与 = 2 * GB3 所建圆和 = 1 * GB3 所建弧线的三个交点，如图14a所示。使用“圆/圆弧”命令，连接 = 3 * GB3 所建的3个交点，创建如图14b所示的圆弧。a)b)图14 创建辅助圆弧2a) 创建的3个交点 b) 创建的三点弧使用“扫掠”命令，以 = 1 * GB3 所建弧线为“截面”、 = 4 * GB3 所建弧线为“引

11、导线”，创建如图15a所示的扫掠面。使用“有界平面”命令，在 = 2 * GB3 所建辅助圆区域内创建填充平面。使用“修剪的片体”命令，以 = 6 * GB3 所建填充面为“刀具”，对 = 5 * GB3 所建扫掠面进行修剪，得到如图15b所示效果。使用“缝合”命令，合并 = 6 * GB3 和 = 7 * GB3 所建曲面，实现曲面向实体的转换。a)b)图15 创建圆弧顶面a) 创建的扫掠面 b) 修剪后的显示效果创建周边(zhu bin)小突起使用(shyng)“圆弧/圆”命令，选取(xunq)橄榄绿点中部突起部分，绘制圆弧，并拖拽圆弧两侧的箭头，对弧线进行延长，得到如图16a所示显示效果

12、。使用空间“圆”命令，选取突起点下方的3个暗红色点，绘制如图16b所示的圆。a)b)图16 创建辅助曲线a) 创建的辅助圆弧1 b) 创建的辅助圆单击菜单栏“格式”-“WCS”-“原点”命令选项，系统弹出如图17a所示的【点】对话框，选取高起的橄榄绿点最中间的一点创建如图17a所示的新WCS。单击菜单栏“格式”-“WCS”-“更改XC方向”命令选项，选取 = 1 * GB3 所建3点弧处的一点作为新的XC方向，如图17b所示，将新WCS调整至如图17c所示。使用“基准 CSYS”命令，在 = 4 * GB3 所建新WCS处创建如图17d所示的基准点。a)b)c)d)图17 创建(chungji

13、n)辅助(fzh)基准点a) 创建(chungjin)的新WCS b) 设置新的XC方向 c) 调整后的WCS d) 创建的新CSYS使用【特征操作】工具栏上的“点”-“交点”命令，依次创建新XC-ZC基准面与 = 2 * GB3 所建圆和 = 1 * GB3 所建弧线的三个交点，如图18a所示。使用“圆/圆弧”命令，连接 = 6 * GB3 所建的3个交点，创建如图18b所示的圆弧。a)b)图18 创建辅助圆弧2a) 创建的3个交点 b) 创建的辅助圆弧2使用“扫掠”命令，以 = 1 * GB3 所建弧线为“截面”、 = 7 * GB3 所建弧线为“引导线”，创建如图19a所示的扫掠面。使用

14、“有界平面”命令，在 = 2 * GB3 所建辅助圆区域内创建填充平面。使用“修剪的片体”命令，以 = 9 * GB3 所建填充面为“刀具”，对 = 8 * GB3 所建扫掠面进行修剪，得到如图19b所示效果。使用“缝合”命令，合并 = 9 * GB3 和 = 10 * GB3 所建曲面，实现曲面向实体的转换。a)b)图19创建(chungjin)圆弧顶面a) 创建(chungjin)的扫掠面 b) 修剪(xijin)后的显示效果使用“圆(点-点-点)”命令，创建如图20a所示的空间圆1。使用“圆(点-点-点)”命令，创建如图20b所示的空间圆2。a)b)图20 创建空间圆a) 创建的空间圆1

15、 b) 创建的空间圆2单击菜单栏“编辑”-“移动对象”命令选项，系统弹出如图21所示【移动对象】对话框。在该对话框中，选取 eq oac(,11)所建实体为对象，切换“变换”方式为点到点，并以 = 2 * GB3 所绘圆圆心为指定出发点、 eq oac(,12)所绘圆圆心为指定终止点，点选“结果”选项区域内的复制原先的选项，得到如图21a所示效果。使用“移动对象”命令，以 eq oac(,11)所建实体为对象；“变换”方式为点到点，以 = 2 * GB3 所绘圆圆心为指定出发点、 eq oac(,13)所绘圆圆心为指定终止点；点选“结果”选项区域内的复制原先的选项，并在“非关联副本”中输入值2

16、，得到如图21b所示效果。使用“移动对象”命令，以 eq oac(,11)、 eq oac(,14)、 eq oac(,15)所建4个实体为对象；切换“变换”方式至角度，以ZC为“矢量”方向、“角度”为360/8；点选“结果”选项区域内的复制原先的选项，并在“非关联副本”中输入值7，得到如图21c所示效果。a)b)c)图21 复制(fzh)实体(sht)a) 向前(xin qin)复制的1个实体 b) 向后复制的2个实体 c) 旋转阵列的实体创建凳腿连接柱创建空间圆1 使用“圆(点-点-点)”命令，绘制如图22a所示的空间圆。创建空间圆2 使用“圆(点-点-点)”命令，绘制如图22b所示的空间

17、圆。注意：两个空间圆所选点的位置要统一。创建连接柱实体 使用“通过曲线组”命令，创建如图22c所示放样实体。a)b)c)图22 创建凳腿连接柱a) 创建的空间圆1 b) 创建的空间圆2 c) 创建的“通过曲线组”实体创建凳腿创建凳腿截面 使用“圆(点-点-点)”命令，绘制如图23所示的空间圆。图23 创建(chungjin)凳腿截面(jimin)创建(chungjin)凳腿轮廓线使用“直线”命令，并对两端适当延长，创建如图24a所示的直线。以同样的方式创建如图24b所示的直线。使用“圆弧/圆”命令，选取转角处的特征点，绘制如图24c所示的弧线。使用“测量距离”-“半径”命令，测得 = 3 *

18、GB3 所绘圆弧半径为2.8，如图24d所示。a)b)c)d)图24 创建凳腿轮廓线a) 创建的空间直线1 b) 创建的空间直线2 c) 创建的弧线 d) 测量弧线半径值隐藏 = 3 * GB3 所绘圆弧，在【曲线】工具栏单击“基本曲线”命令按钮，系统弹出如图25a所示的【基本曲线】对话框。切换命令选项至第四项“圆角”，系统弹出如图25b所示的【曲线倒圆】对话框。在该对话框中，默认“简单圆角”选项，并在“半径”后的文本框内输入数值2.8，之后移动鼠标至2条直线轮廓线交点附近靠近圆角一侧单击，即可得到如图25c所示的显示效果。a)b)c)图25 轮廓线修剪(xijin)倒圆a) 对【基本(jbn)曲线(qxin)】对话框的设置 b) 对【曲线倒圆】对话框的设置 c) 创建的倒圆角创建单个凳腿特征使用“扫掠”命令，以(1)所绘圆为“截面”、以(2)所建轮廓线为“引导线”，创建如图26a所示实体。使用“基准 CSYS”命令，选取凳腿截面的轮廓圆上位置最低的一点，创建如图26b所示新CSYS。使用“修剪体”命令，以 = 2 * GB3 所建新CSYS的XC-YC基准面为“刀具”，得到如图26c所示的修剪效果。a)b)c)图26 创建(chungjin)单个凳