逆向工程与产品创新设计课件：笔架快速曲面重构

笔架快速曲面重构

笔架快速曲面重构

曲面重建是逆向工程的关键环节，是后续产品结构设计、加工制造、快速成型、工程分析和产品再设计的基础。只有具备产品的CAD模型后，才可以利用现有的CAD/CAM/CAE技术对产品进行各种工程分析和优化改进设计，进而生产出产品。笔架快速曲面重构逆向曲面造型设计的一般流程产品三维点云数据轮廓特征曲线产品曲面点线面笔架快速曲面重构

逆向工程中最重要的环节仍是构造复杂的曲面，使用常规的逆向曲面造型设计方法，该环节需要花费大量的时间，特别是对一些只需要产品简单外形三维数据，比如卡通玩具、工艺品等，或者不需要产品开模，只需要产品简单外形三维数据、用于产品质量检验、产品部件虚拟装配、产品装配干涉检查等情况，如何更快、更好地构造出工件三维曲面就显得非常重要。

实施快速曲面重建的建模策略是：点云多边形化后，先对多边形模型进一步用四边形划分，而后对四边形化处理的模型使用非均匀有理B样条曲面（NURBS）片进行拟合，直接得到NURBS曲面模型。NURBS曲面四边形划分点云笔架快速曲面重构应用快速曲面重构造型，在较短时间内得到了符合要求的较高质量曲面，而且人为参与因素比其他传统曲面造型方式下少的多，大大降低曲面重构难度，最终结果曲面是产业界可接受的CAD模型。该方法的关键是完整、光顺三角面网格的获取和曲面片的划分，在这两个前提下，即可自动得到全部的NURBS曲面。笔架快速曲面重构工具栏2工具栏1属性精度分析特征树菜单栏模型树显示视点GeomagicDesignX

软件操作界面简介笔架快速曲面重构1、选择

菜单>插入>导入，选择扫描得到的asc格式点云数据，并进行数据预处理，最后将点云三角化构建面片。笔架快速曲面重构2、选择

菜单>工具

>对齐>手动对齐，根据河豚笔架表面特征，在河豚笔架扫描数据上分割特征领域、利用特征信息将它与设计坐标系对齐，从而建立产品坐标系。笔架快速曲面重构3、在“精确曲面”选项卡中点击“自动曲面创建”，

或者选择

菜单>插入>曲面>自动曲面创建，也可以使用菜单>Add-Ins>传统自动曲面创建。使用软件的自由曲面工具，快速的设计曲面片网格并根据三维扫描数据创建自由曲面体。自动曲面创建工具提供以下方法。•特征化网格（机械）

---自动识别特征形状、并且可以跟随特征形状创建自由体。•均匀分布的网格（有机）---用均匀分布的曲线网格创建自由体。笔架快速曲面重构4、点击进入下一阶段

按钮，软件窗口会显示预览结果，在面片上自动创建曲线网格。

笔架快速曲面重构5、系统自动生成的曲面分块有的地方不太理想，或者面片边界不符合特征的走向趋势，需要手动对局部的曲面片进行编辑，来达到理想的效果。点击“变形”按钮。点击并拖动曲线（或曲线的交点）可以修改一条曲线（或多条曲线）、在按住“Alt”键的同时单击并拖动鼠标光标可以更改变形范围。笔架快速曲面重构6、重复上述步骤、编辑其他曲线。检查预览结果、然后点击OK按钮。

笔架快速曲面重构7、自动曲面命令会使用已构建的曲线网格来拟合面片、然后将自动生成自由体，创建的自由体将会被作为后续设计基础自由体。

笔架快速曲面重构8、自动生成曲面还需要检查拟合结果和原始数据之间的偏差。在“精度分析（TM）”中、点击“体偏差”来检查创建的基础自由体与面片之间的偏差，在右边的精度分析工具栏中可以看到软件分析的偏差结果显示：最大偏差0.0434mm，最小偏差0.0425mm，企业要求的整体偏差为0.1mm，可以看出快速曲面重构结果完全满足企业的精度要求。

笔架快速曲面重构9、自动生成的曲面如果是封闭的，系统会自动创建为实体模型，还可以通过曲率分析命令检查建模实体的品质和精度。在“精度分析（TM）”中、点击“曲率”来检查笔架快速曲面重构10、