基于逆向工程的工业产品数字化设计与数控加工应用研究

通过逆向设计与数控加工相结合实现产品快速开发制造。利用产品的形状特点,采用三维扫描仪扫描海豚零件的三维轮廓数据,应用数据处理软件Geomagic Wrap快速、高效地进行点云数据处理、多边形模型处理;应用专用逆向软件Gemagic Design X重构工业产品的三维实体模型,并进行误差分析;应用SIEMENS NX软件完成该模型的三维数控加工的程序编制,经实体验证仿真加工确保无误后,生成数控加工代码,在机床上加工出产品。在工程实际中具有一定的指导和借鉴意义。     

注塑机螺杆的逆向重构技术研究

针对注塑机螺杆结构复杂、形状精度要求高、优化设计周期长等问题,运用逆向建模方法,利用Win3D型三维扫描仪及Geomagic Wrap软件采集该注塑机螺杆的点云数据,将其封装为曲面,导入逆向建模软件Geomagic Design X中,高精度创建其三维数字化模型,为注塑机螺杆的优化设计提供高精度模型。经误差分析软件Geomagic Control的检测,注塑机螺杆的逆向模型误差不超过0.02 mm,满足工业设计要求。     

基于Geomagic DesignX对刹车手柄的逆向建模

在介绍逆向建模的流程的基础上,利用逆向工程软件Geomagic Studio和Geomagic Design X完成了刹车手柄的逆向建模,并进行误差分析,得到了高质量的三维模型。通过实例,为逆向建模提供了参考。     

基于Geomagic Design X的曲面逆向建模技术及应用

基于Geomagic系列软件,并以扇叶为例,详细阐述了逆向建模的流程。首先对扇叶外形特征进行数据采集,采用Geomagic Wrap进行点云数据预处理,然后采用Geomagic Design X进行逆向数字建模,最后,采用"Accuracy Analyzer"完成点云数据与数字化模型的偏差分析,表明曲面重构模型精度较高。该方法可获得高质量的三维模型,具有较好的应用价值。     

汽车悬架下弯臂的快速逆向设计与有限元分析

针对某进口汽车悬架中弯臂逆向设计效率低和复杂曲面设计难度大等问题,通过分析该零件的形状特征,研究了其实体逆向设计的方法。利用Geomagic Design X软件,并结合正逆向混合建模的思路实现了悬架弯臂中各部位的特征提取,快速完成了实体模型的重构;通过Geomagic Control X软件对所重构的实体模型进行了精度分析,验证了该方法的有效性;最后对弯臂进行了有限元的静力学分析,与设计强度的要求进行了比较,验证了逆向设计方法的可行性。研究结果表明:该方法为汽车悬架中一些复杂铸件的逆向设计提供了一种真实可行的设计思路,同时能够缩短此类零件设计和改进的周期,加快产品的正逆向研发速率。     

基于正、逆向工程结合的打蛋器支座设计研究

3D打印技术从根本上改变了传统制造业中的制造工艺和生产模式,采用逆向工程方法通过3D设备扫描已定模型的打蛋器的三维数据,分析了影响3D扫描精度的主要因素;采用Geomagic Wrap对点云数据进行分析处理;通过Geomagic Design X实现逆向工程的3D模型重构;采用Creo2.0软件对打蛋器的支座做重新设计改造,对设计后的产品进行3D打印及样机试制,结果表明通过设计开发的的支座可与打蛋器很好匹配,说明这种方法可实现设计精确度的提升。     

船用螺旋桨的逆向建模研究

为了缩短船用螺旋桨的再设计周期,降低再设计难度,针对船用螺旋桨提出了一种基于逆向设计软件Geomagic Design X和三维建模软件UG的逆向建模方法。详细介绍了螺旋桨的逆向建模过程和主要操作流程,通过比较放样和面片拟合生成叶片NURBS曲面的方法和原理,得到一种合适的叶片曲面作为叶片重构的基础。采用Geomagic Quality软件对螺旋桨进行整体精度分析,结果发现螺旋桨重构模型和螺旋桨点云数据之间的偏差在允许范围之内,验证了此螺旋桨逆向建模方法的可行性,同时为类似的逆向建模提供了思路。     

基于Design X软件的复杂曲面逆向设计应用

本文以逆向工程软件Geomagic Design X为基础,以复杂自由曲面塑料瓶的逆向造型为例,重点介绍了基于领域组划分与特征识别的快速高效数字化建模技术一般流程。最后,通过点云数据与数字化模型的偏差分析,验证了该建模方法具有快速、高效、准确度高等优点。     

基于形态分析法的逆向参数化建模

近年来,随着逆向工程的发展,逆向参数化建模在产品创新设计中起着越来越重要的作用。通过对形态分析法进行分析、改进,以实现与逆向参数化建模相结合,提出基于形态分析法的逆向参数化建模方法,并详细介绍了这种逆向参数化建模方法的优势及其一般流程。以逆向参数化建模软件Geomagic Design X为平台,通过对电热水器控制板进行基于形态分析的逆向参数化建模及误差分析,验证了该建模方法的优势,为产品的逆向创新设计提供了一种有效的建模方法。     

基于逆向建模元素的个体化医疗器械设计

逆向工程中的参数化建模方法是逆向建模研究的重要方向之一。通过对目前广泛应用的逆向参数化建模方法进行分析,提出了基于逆向建模元素的产品模型设计,将功能分析和形态分析相结合,用于提取建模元素,建立基于功能-形态-参数模型的建模方法,并详细介绍了这种建模方法的优势及其一般流程。同时以逆向参数化建模软件Geomagic Design X为平台,通过典型医疗器械实例的参数化建模验证了该建模方法的优势,为个体化医疗器械逆向建模提供了一种更加有效的建模方法。     

基于DesignX逆向模型重构研究

基于Geomagic Studio、Design X逆向模型重构,对其实施方案和操作流程进行详细论述。以洁面仪的逆向模型重构设计过程为例,提出了由Geomagic Studio处理点云,再由Design X进行特征构线、曲面的建构的具体方案。研究结果表明,采用Geomagic Studio、Design X对产品进行逆向设计,大幅度缩短了新产品的设计开发周期,更具高效性和可行性,从而加速了产品开发、创新设计。     

曲轴锻件混合建模方法研究

基于正逆向混合软件Geomagic Design X，以某汽车曲轴锻件为案例，分析了曲轴的结构特点，对点云数据进行了精细化处理，完成了三维模型的曲面重构。并将创建完成的曲轴锻件实体与原始点云进行比对，偏差色谱验证了混合建模方法的可行性与优越性。     

基于Geomaic Design X软件的逆向工程研究

逆向工程是产品不断迭代开发的常见方式,也在制造业中广泛存在.目前已出现了很多的逆向设计软件,如NX1847、Pro_E、Imageware、Copy CAD、RapidForm等都可以用来进行逆向工程设计,但是相对于曲面和尺寸太小又很难实现快速拾取,需要人为的不断调整才能保证产品逆向数据的精度要求,从而导致逆向的效率不高;提出了一个新的逆向工程设计软件—Geomagic Design X逆向工程软件,研究表明Geomagic Design X软件相比于其他三维设计软件,具有非常明显的优势,如强大的截面轮廓线提取能力,可以根据STL面片数据自动拟合出曲面,同时也支持多种STL数据的特征识别指令,同时支持与其他软件的交互转换,实现不同软件间的交互使用.相对于其他研究成果,主要突出在Geomagic Design X软件在逆向工程设计中的便利性,阐述了该软件是如何进行产品的逆向设计,提高设计效率.     

基于逆向工程技术的连杆创新设计

逆向工程是实现产品快速创新设计的重要技术,它能缩短产品研发周期,降低设计成本。文中以连杆零件为实物原型,通过三维数字化扫描进行数据采集、数据处理、逆向建模、创新设计等途径,阐述工业产品的数字化创新设计过程。在建模过程中借助Geomagic Studio软件与UG NX软件对其结构进行优化设计,得到新的产品模型。     

基于特征分解的逆向建模技术研究

将组件分析的思想融入已有的建模方法,提出一种基于特征分解的逆向建模方法。将模型分解为规则特征和不规则特征,建立特征的组件关系,并以Geomagic Design Direct软件为平台,结合其特征提取功能拟合特征的实体,通过布尔运算建立完整的实体模型。运用特征分解的思路可建立包含原始设计意图的参数化计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)模型,且建模过程清晰、高效。基于特征分解的逆向建模技术为产品的快速建模和创新设计提供了一种系统的方法。     

逆向工程在3D打印技术中的应用实践

以工艺品模型为例,简述了使用手持式激光扫描仪和Geomagic Design X逆向软件进行模型设计、用FDM打印机将模型打印成型的过程。将此设计过程引入教学中,可以大大提升学生的上课兴趣,同时对于学生的创新思维、创新意识和创新能力的培养具有很大帮助。     

基于Geomagic Studio和快速成型技术的产品设计

介绍了逆向工程技术的概念和工作原理。采用光学激光扫描仪采集了汽车吸尘器壳体的点云数据,利用Geomagic Studio 13软件对点云数据经过点云预处理、多边形阶段、参数化曲面设计等处理阶段。将得到的曲线组和曲面模型导入Pro/E软件,构建CAD模型,使用快速成型机完成产品模型的三维打印。整个逆向建模过程周期短,产品精度高误差小,能快速有效地完成单件产品的创新设计和生产制造。     

叶片零件的逆向建模与偏差对比分析

通过对叶片自由曲面逆向建模特点与特征建模方法的研究,结合逆向设计软件Geomagic Design X,提出一种以特征点云提取曲面特征截面线的逆向建模方法。详细介绍了如何利用面片草图功能提取特征截面线,并利用提取的截面线实现零件的逆向建模。最后对所建模型进行了偏差对比分析,结果表明:该建模方法有效可行,可提高曲面的建模精度与光顺度,为复杂曲面类零件的逆向设计提供了一种新的建模方法。     

基于设计知识重用的逆向产品创新

逆向建模技术在产品创新设计中起着越来越重要的作用。通过功能分析与形态分析相结合,获取逆向建模所需知识,然后以逆向建模方法创建基于功能-形态-参数的新产品模型,实现了基于设计知识重用的逆向产品创新设计。以Geomagic Studio逆向建模软件和Solid Works软件为平台,通过对手臂夹板进行基于设计知识重用的逆向产品创新,验证了该方法的优势,为产品的逆向创新提供了一种有效的设计方法。     

基于Geomagic的曲面CAD模型重构

随着逆向工程的发展,越来越多的产品采用逆向制造。以冲压件为例,讲述了Geomagic、UG软件进行逆向参数化建模的设计思路和应用特点。使用Geomagic软件将获取的制件表面数据进行预处理,并基于NURBS曲面对制件进行自由曲面重构及误差分析,最后在UG中完成曲面局部重构及实体建模。表明,应用Geomagic、UG软件相互结合,可以进行曲面快速重构,大大缩短了设计周期,提高了研发效率。