零件数据采集与逆向工程陈泳桓习题答案

任务一回转体零件的逆向建模学习任务一回转体零件的逆向建模通过信息检索“逆向建模的概念”，补齐下面填空题。外部特征和性能观察、分析步骤决策产品构成运作机制性能特点数据采集工程分析逆向工程制造工程设计知识产权通过信息检索“逆向建模应用领域”，补齐下面填空题。产品技术2.分析现有产品系统3.知识产权4.质量性能提高产品质量竞争力5.产品修复方案、优化建议维护指导产品开发逆向工程知识产权保护质量控制故障诊断维修经过以上步骤的分析，请在小组间进行讨论分析回转体零件的逆向工艺顺序，填写在下方空白处。1.安装逆向建模软件；熟悉软件的功能界面；2领取点云数据；3导入点云数据到逆向建模里面；4使用坐标对齐；5使用回转面片功能旋转建模实体；使6用面片草图画出局部特征，拉伸切割实体7；保存文件；8导出STL格式；组员讨论，制订工作计划，完成表1-2。1获取原始零件：首先需要获得要逆向建模的回转体零件的实际样品或技术图纸2扫描或测量：使用三维扫描仪或传统测量工具对零件进行扫描或测量，获取准确的几何数据。3创建模型：利用CAD软件根据扫描或测量数据创建三维模型。可以使用不同的建模技术，如曲面建模或实体建模。4校对和修正：对创建的三维模型进行校对和修正，确保与原始零件尺寸和形状吻合。5添加细节：根据需要，添加细节如螺纹、孔洞等到模型中。6导出文件：导出逆向建模完成的三维模型文件，通常是STL、STEP等格式，以便后续应用。7验证和测试：对逆向建模的零件进行验证和测试，确保其满足设计要求和工程标准。8完善和优化：根据验证和测试结果对模型进行优化和完善，以得到更精确和符合要求的零件模型。学习活动2认识GemagicDesignX逆向建模软件熟悉GemagicDesignX逆向建模软件的基本界面，补齐表1-3填空。名称操作描述步骤图解GemagicDesignX初始、实时采集、点多边形、领域、对齐、草图、3D草图、模型、精确曲面。回溯操作流程渲染、渲染可视化、体偏差、视图、逆时针旋转视图、顺时针旋转视图、翻转视点、法向、直线选择模式、矩形选择模式、圆选择模式、多段线选择模式、套索选择模式、自定义领域、涂刷选择模式、延伸至相似、智能选择、仅可见类型、偏差选项、分辨率、线的乘数等可显示平面或者隐藏平面、面片的显示以及选择、坐标系的选择面片、领域、点云、曲面体、实体、草图、3D草图、参照点、参照线、参照平面、参照多段线、参照片坐标系、测量面片/点云、领域、单元面、单元点云、面片境界、体、面、环形、边形、顶点、参照几何、约束条件、清楚所有过滤器、测量距离、测量角度、测量半径、测量断面、面片偏差GemagicDesignX逆向建模软件的基本参数设置，请补齐下面表格填空，见表1-4。操作软件界面说明菜单设置GemagicDesignX逆向建模软件鼠标和键盘的基本操作，补齐表1-5左侧空格处各基本操作指令。表1-5鼠标和键盘的基本操作选择要素要素的选择或解除选择选择时无视面片查询选择编辑要素选择框领域拖动选择领域的追加解除框选领域的选择拖选范围的反转回转平移切换显示模式选择弹出菜单缩放GemagicDesignX逆向建模软件的文件操作，请补齐下面表格填空，见表1-6。表1-6文件操作流程操作软件界面说明导入打开新建保存另存为输出学习活动3逆向建模根据逆向建模流程，创建平面，补填表1-7空白处内容。操作软件界面说明三角面片选择多个点根据逆向建模流程，面片草图(回转)，补填表1-8空白处内容。操作软件界面说明平面蓝轮廓线条2圆直线直线直线中心根据逆向建模流程，坐标系对齐，补填表1-9空白处内容。表1-9逆向建模流程操作软件界面说明对齐线点XYZ根据逆向建模流程，回转轴参考线的绘制，补填表1-10空白处内容。表1-10逆向建模流程操作软件界面说明检索圆柱轴根据逆向建模流程，回转投影绘制草图回转出实体，补填表1-11空白处内容。表1-11逆向建模流程操作软件界面说明面片草图草图直线回转根据逆向建模流程，面片草图拉伸切割实体，补填表1-12空白处内容。表1-12逆向建模流操作软件界面说明面片草图88直线圆拉伸面片数据的总长切割任务二四方体零件的逆向建模学习活动1明确任务制定计划阅读生产任务单及观察零件数据，详见下表，独立上网查阅资料，检索逆向建模在增材制造中发挥哪些作用，完成以下内容的填写三维模型点云数据标准模板库（STL)独立查阅资料，检索为什么需要对齐坐标系和在软件中有几种对齐方式，完成以下内容的填写。3-2-1X-Y-ZX-Y-Z经过以上步骤的分析，请在小组间进行讨论分析零件的逆向建模工艺顺序，填写在下方空白处。导入模型数据；2坐标对齐；3手动划分领域；4面片拟合；5拉伸实体；6模型倒角；7体偏差分析；组员讨论，制订工作计划，完成表2-2。表2-2四方体零件逆向建模的工作计划步骤工作计划时间1获取所需的四方体零件，并准备进行逆向建模的材料。2根据需要，对模型进行调整和修正，以确保其与实际零件完全匹配3根据需要，添加细节和特征，例如螺纹、孔等。4对建立的模型进行检查和验证，确保其准确性和功能性。5记录整个逆向建模过程，包括所采取的步骤、所用软件和工具以及遇到的问题和解决方案。6编写最终报告，总结逆向建模过程的结果和发现，并提出建议或改进方案。78910学习活动2逆向建模根据逆向建模流程，补填表2-3空白处内容。表2-3逆向建模流程操作软件界面说明STL选择多个点30垂直相交对零件进行坐标对齐，选择____X-Y-Z______的对齐方式，____位置_____选择圆心点，【X轴】选择水平的直线，【Y轴】选择竖直的直线，按照途中实例进行坐标对齐直线涂刷延伸至相似画笔延长曲面4588笔面片草图2.5面片草图517切割1.55学习活动3逆向建模零件的测量根据下面表格流程，进行零件的测量，补齐下面填空表2-4。表2-4零件测量流程操作软件界面说明实体体偏差绿色曲率的测量曲率梳状线检测连续性等值线环境写真面积计算任务三破损类零件的逆向建模修复学习活动1明确任务要求阅读生产任务单及观察零件数据，详见表3-1、图3-1，独立上网查阅资料，检索三角网格是什么，完成以下内容的填写。三角形建筑车辆动物经过以上步骤的分析，请在小组间进行讨论分析零件的逆向建模工艺顺序，填写在下方空白处。1.导入模型数据；2修复模型数据；3自动拟合曲面；4保存文件；5输出格式；组员讨论，制订工作计划，完成表3-2。表3-2破损零件逆向建模修复的工作计划步骤工作计划时间1对破损零件进行全面评估，确定损伤的程度和类型，以及可能影响到的部位。2在建立的模型基础上，利用CAD软件或其他建模工具进行修复，恢复破损部分的几何形状。3根据需要，对修复后的模型进行结构优化，以确保其功能性和强度。4根据需要，添加细节和特征，例如螺纹、孔等。5对修复后的模型进行检查和验证，确保修复结果符合要求。6记录修复过程中的所有步骤、使用的软件和工具，以及遇到的问题和解决方案。7编写最终报告，总结修复过程的结果和发现，并提出建议或改进方案。891011学习活动2三角面片的数据处理根据数据处理流程，修补精灵功能，填表3-3空白处内容。表3-3数据处理流程操作软件界面导入数据多边形修补精灵模型数据模型数据根据逆向建模流程，填孔指令，填表3-4空白处内容。表3-4数据处理流程操作软件界面多边形填孔根据逆向建模流程，细分面片，填表3-5空白处内容。表3-5数据处理流程操作软件界面多边形细分学习活动3自动拟合曲面功能和文件输出根据逆向建模流程，修补精灵功能，填表3-6空白处内容。表3-6逆向建模流程操作软件界面精确曲面自动曲面创建选择有机根据逆向建模流程，误差分析，填表3-7空白处内容。表3-7逆向建模流程操作软件界面工具栏体偏差误差公差公差红色蓝根据逆向建模流程，文件的输出，填表3-8空白处内容。表3-8逆向建模流程操作软件界面输出文件要素文件格式任务四铸造类零件的数据采集学习活动1明确任务要求查阅资料，小组讨论，列举铸造类零件的三维扫描及数据采集所涉及的内容大纲,填下在下面空白处。手持式三维扫描仪采用非接触式三维数据采集方式，在扫描结构复杂的铸件时，获取的三维数据更为完整，过程也更为高效。针对曲面型铸件，手持式三维扫描仪是整个幅面扫描采点，能够快速完整采集铸件整个型面的点云数据，有助于曲面型铸件的逆向开发和偏差检测。在扫描检测大型铸件时，手持式三维扫描仪便携灵活，能够应对各类工业现场，并且能够深入铸件内部空间，采集其内部三维数据。经过以上步骤的分析，请在小组间进行讨论分析零件的扫描工艺顺序，填写在下方空白处。零件的几何形状和特性：分析零件的形状、尺寸和表面特性，确定哪些表面处理步骤是必要的，以及如何选择合适的扫描模式。扫描前的准备工作：确定在扫描之前需要进行的表面处理步骤，如清洁、遮光、固定定位和修复损坏等，以确保扫描结果的准确性和质量。扫描模式的选择：根据零件的特性和扫描要求，选择合适的扫描模式，如单线扫描、多线扫描、全局扫描或定向扫描模式。扫描参数的设置：在确定扫描模式后，设置适当的扫描参数，如分辨率、扫描速度和光源强度等，以达到最佳的扫描效果。数据处理和后续操作：完成扫描后，进行数据处理和分析，如配准、重建和测量等，以获取所需的零件信息和数据。组员讨论，制订工作计划，完成表4-2。表4-2铸造类零件的数据采集工作计划表步骤工作计划时间1准备工作：确认零件准备就绪，清洁表面以确保扫描质量。2设备设置：将三维扫描仪器设置在适当位置，并校准以确保准确性。3扫描操作：运行扫描软件，按照预定的路径或模式对零件进行扫描，确保完整覆盖整个零件表面。4数据处理：使用扫描软件处理扫描得到的数据，包括去除噪音、对齐扫描数据、生成点云或三维模型等。5分析与评估：将处理后的数据导入CAD软件或专业分析软件进行进一步分析，比如与设计模型对比、检查尺寸精度和表面质量等。6报告与记录：生成扫描报告，记录扫描数据、分析结果和任何发现的问题或异常情况，以备将来参考和追溯。7反馈与改进：根据分析结果和记录的问题，提出改进建议，以改善生产流程和零件质量。89上网查阅资料，搜集光学扫描仪的种类与区别并填下在下面空白处。结构光扫描仪：这种扫描仪使用结构光投影技术，通过投射光栅或条纹图案来测量物体表面的形状。它通常适用于中小型物体，具有较高的测量精度和速度。激光线扫描仪：激光线扫描仪利用激光束沿着物体表面进行扫描，通过测量激光束的反射或散射来获取表面的几何信息。它适用于复杂曲面和大型物体的测量，具有较高的精度和分辨率。相位测量扫描仪：这种扫描仪利用相位差测量原理，通过比较扫描前后的光学相位差来获取表面形状的信息。它通常用于高精度的表面测量和形貌分析。多视角扫描仪：多视角扫描仪同时采集多个角度的图像或数据，通过组合这些信息来获取物体的三维形状。它适用于复杂形状和细节丰富的物体，具有较高的几何精度和表面分辨率。本次任务我们将运用哪款扫描仪，如图4-2？这款扫描仪的有何特点？扫描仪先临天远扫描仪；FreeScan

Combo

EP工业级多功能三维数据采集与处理；两种光源，四种模式，稳定高精度，适合多行业下全尺寸检测、创新设计、教学实施多种应用方向0开始数据采集前需要准备什么工具，请补齐下面表格工具的名称4-3。表4-3工具表乙醇显像剂镊子丁晴手套棉签扫描标记点学习活动2零件数据采集如何安装扫描仪？请补充完整扫描仪安装流程，如表4-4。操作图片说明扫描仪、转接线、标定板认识软件的界面，补全表4-5中的界面说明。表4-5软件界面软件界面说明标定扫描模式通过以下表4-7了解扫描仪的标定表4-7扫描仪的标定图片说明标定通过以下表4-8了解扫描仪的扫描过程。表4-8扫描流程表图片说明标记点扫描网格强光模式绿色灯光蓝色灯光Shift拼接优化网格学习活动3零件测量分析如何创建基准点、线、面？请根据以下表格4-10完成创建元素。表4-10创建基准点、线、面图片说明创建特征选择点线面相交选择点线面相交两个点两面相交3个点点线拟合最佳拟合3个点点线拟合如何使用命令测量距离？请根据以下表格4-11完成创建元素。表4-11扫描软件的距离测量元素表图片说明测量距离计算表面积❓引导问题4如何使用命令进行坐标对齐？请根据以下表格4-12完成坐标对齐.表4-12坐标对齐流程表图片说明坐标系精准对齐3-2-1坐标系对齐快速对齐任务五复合型零件的数据采集学习活动1明确任务要求请在小组间进行讨论分析零件的扫描工艺顺序，填写在下方空白处。1光学扫描仪：用于捕捉零件表面的几何形状和细节。2激光扫描仪：能够快速、精确地获取零件的三维数据。3CAD软件：如SolidWorks、AutoCAD等，用于将扫描得到的点云数据转换成可编辑的CAD模型。4逆向工程软件：专门用于处理扫描数据、进行网格处理和曲面重建等操作的软件。5扫描准备：包括零件的清洁和表面处理，以及确定扫描参数。6扫描操作：使用扫描仪对零件进行全面、均匀的扫描，确保捕捉到所有细节。7数据处理：将扫描得到的点云数据导入逆向建模软件，进行数据处理和清理。8逆向建模：使用CAD软件或专业逆向工程软件将点云数据转换成可编辑的CAD模型。9模型修正：根据需要对CAD模型进行修正和优化，以确保与原始零件几何形状和尺寸的精确匹配。10这些工具和步骤可帮助实现对注塑类零件的准确三维扫描和逆向建模。❓引导问题4组员讨论，制订工作计划，完成表5-3。表5-2复合型零件的数据采集工作计划表步骤工作计划时间1准备工作：确定要扫描的零件，并清理表面以确保获取准确的扫描数据。2选择扫描设备：根据零件的大小、形状和精度要求选择合适的三维扫描设备，例如激光扫描仪或结构光扫描仪。3设置扫描参数：根据零件的特性和扫描设备的规格，设置扫描参数，包括分辨率、扫描速度和扫描精度等。4扫描过程：将零件放置在扫描台上，并启动扫描设备进行三维扫描。在扫描过程中，确保设备能够完整地捕捉零件的所有表面细节。5数据处理：使用专业的三维扫描软件对扫描数据进行处理和编辑，去除噪音并生成准确的三维模型。6数据验证：验证生成的三维模型与原始零件的几何形状是否一致，确保扫描数据的准确性和完整性。7后处理：根据需要进行模型修正或优化，添加标记或注释，以便后续的工程或生产使用。8输出结果：生成最终的三维模型文件，通常为.STL、STEP或.IGES等格式，用于后续的设计、制造或检测工作。910上网查阅资料，扫描零件的表面在什么时候需要进行遮光处理，填写在下面空白处？表面遮光处理通常在扫描操作阶段需要进行。当零件表面有反光或反射情况时，遮光处理可以帮助减少扫描过程中的干扰，提高数据采集的准确性和质量。这款扫描仪的扫描模式有哪些？请查阅资料填写在下方。单线扫描模式：一条扫描线逐渐移动扫描物体表面，适用于较简单的物体或需要快速扫描的情况。多线扫描模式：同时使用多条扫描线，加快扫描速度，适用于相对复杂的物体。全局扫描模式：全局扫描模式通常用于对整个物体进行快速的大范围扫描，适用于需要全面