反求工程技术在复杂曲面重构系统中的应用

论述了针对注塑零件复杂曲面的反求设计,提出运用CCD白光光栅非接触工业相机采集点云数据,将点云数据加载到Geometric软件中,利用NURBS曲面重构方法和插值算法,进行点云数据筛选,构造点云特征网格和曲面拟合,得到点云曲面的三维重构.实践证明,基于Geometric系统的NURBS曲面重构方法,在复杂曲面为原型实体重构的反求设计中具有理想的应用价值.     

Surfacer在曲面重构中应用研究

针对典型样件分析了由样件点云到曲面实体生成的处理方法,重点讨论了曲面点云的处理、定位操作,实现了轮廓曲线的生成和曲面的重构,通过曲面的延伸和修剪处理,完成由点云到曲面实体的重构,对曲面和点云信息进行了误差比较,最后得出结论。     

基于UG二次开发的点云数据曲面建模

点云数据的曲面建模是反求建模的核心技术之一。针对三坐标测量的点云数据,利用VC强大的数据处理能力和UG出色的曲面造型功能,开发了基于UG/Open API的曲面造型插件。该插件集中了数据预处理功能和曲线曲面建模功能,数据预处理主要包括噪声处理、曲面扩展及数据平滑。经验证,该方法建模速度快、精度高、适应性好。     

基于UG二次开发的点云数据曲面建模

点云数据的曲面建模是反求建模的核心技术之一。针对三坐标测量的点云数据,利用VC强大的数据处理能力和UG出色的曲面造型功能,开发了基于UG／OpenAPI的曲面造型插件。该插件集中了数据预处理功能和曲线曲面建模功能,数据预处理主要包括噪声处理、曲面扩展及数据平滑。经验证,该方法建模速度快、精度高、适应性好。     

基于反求工程的汽车内饰件逆向设计

介绍了反求工程技术,通过对点云预处理和CATIA的数字曲面编辑器及自由造型模块,对得到的汽车内饰件点云进行了分网和曲面逆向设计,并探讨了在划定点云范围、过滤点云、分网以及曲面造型设计过程中的一些技巧和方法.通过误差分析后得出了一些有用的结论.实例表明,采用反向和正向相结合的设计方法,能极大地提高了汽车内饰件的开发效率.     

基于Geomagic软件的汽车保险杠逆向工程设计

介绍了逆向工程的含义、基本工作流程及Geomagic软件的功能特点。针对汽车保险杠的特点,利用三维坐标测量仪,测出汽车保险杠的点云数据,然后将测量的点云数据用Geomagic软件进行各项优化处理,包括减少噪声点、点云数据的采样和在点对象上创建多边形网格及NURBS曲面,然后利用UG软件的曲面造型功能,做出汽车保险杠的CAD模型。实现了汽车保险杠由实物到点云、再由点云到三维模型的快速逆向设计。     

基才Geomagic软件的汽车保险杠逆向工程设计

介绍了逆向工程的含义、基本工作流程及Geomagic软件的功能特点。针对汽车保险杠的特点,利用三维坐标测量仪,测出汽车保险杠的点云数据,然后将测量的点云数据用Geomagic软件进行各项优化处理,包括减少噪声点、点云数据的采样和在点对象上创建多边形网格及NURBS曲面,然后利用UG软件的曲面造型功能,做出汽车保险杠的CAD模型。实现了汽车保险杠由实物到点云、再由点云到三维模型的快速逆向设计。     

UG/Imageware在逆向工程曲面重构中的应用

结合曲面自身特点,采用ATOS扫描仪对其扫描得到点云数据,利用逆向造型软件Imageware强大的点云数据处理功能,采用4-边界法在Imageware中进行点云数据处理、曲线处理、曲面处理等,重构曲面模型并进行模型误差评价.利用UG Nx4的曲面创建优势,将Imageware中提取4-边界曲线,导入UG NX4中创建曲面并进行光顺分析,直至得到最优化曲面.这种设计方法大大缩短了设计开发周期,提高产品的设计效率.     

逆向工程中NURBS曲面重构的数据筛选研究

逆向工程中NURBS曲面重构的数据筛选是一个广义的概念,它所涉及的内容很广泛,包括数据获取过程中的处理。本文讨论了通过将曲面离散来获得规则点云数据和通过将NC刀具轨迹转化为规则点云数据。此外数据筛选还包括数据获取后的处理,针对这种情况对如下三个方面进行了讨论:点云数据的光滑处理;点云数据的过滤处理;特征点的识别与筛选。     

基于CGAL的点云三角面片重构

点云的三角面片重构是曲面重构的基础,通过三角面片重构可得到离散点的邻接关系,这些邻接关系为曲面拟合提供必要的信息.介绍了一个功能强大的计算几何库CGAL,并利用它完成对面模型的点云三角面片重构和体模型的点云三角面片重构.     

Edge detection in reverse engineering using a scanning approach. Part 1: scanning algorithm

This paper describes an algorithm for edge detection in reverse engineering applications. This algorithm is able to detect edges in unstructured point clouds, and also reconstruct the “original” sharp edge in point clouds scanned on objects with broken, worn or filleted edges. Edges can be detected from point clouds without a priori compensation for the probe radius. When combined with a swept surface approximation algorithm, these surfaces can be used to segment some point clouds. These capabilities make this algorithm a valuable tool in the reverse engineering of machine components such as the inlet manifold used as a case study.     

基于逆向工程的空调遥控器三维模型设计研究

针对市场对家电产品开发周期日益苛刻的需求,为满足家电产品快速开发,快速更新的需要,以空调遥控器外形三维模型重建与再设计为例,从遥控器外形点云数据的快速测量、点云数据的处理、点云几何拓扑结构分析、主辅曲面重建以及结合新产品开发需求再设计遥控器三维模型结构等方面对家电产品的快速设计进行了研究。对基于逆向工程的家电产品三维模型快速设计方法进行了归纳,提出一种正、逆向设计相结合的产品三维模型快速设计方法。研究结果表明,基于逆向工程技术的再设计方法,有利于提高家电产品设计效率,为家电类产品的开发提供了一种方便、快捷的手段。     

具有复杂形状内腔的斗齿零件的曲面重构技术研究

为获取外形不规则且具有复杂形状内腔的挖掘机斗齿形状、尺寸等数字信息,基于实物反求工程技术路线,对其进行逆向设计曲面重构技术研究.对曲面反求过程中的数据采集、对齐点云、数据分割及曲面重构等环节有系统的分析总结,对型面数量多的斗齿点云进行了有效的数据分割,提出了基于零件结构特征的直接交互式点云分割法,且反求得到的斗齿曲面精度满足要求,该方法对复杂内型面零件的反求有一定的借鉴作用.     

汽车覆盖件逆向工程设计研究与应用

逆向工程在汽车覆盖件设计过程中得到了越来越广泛的应用.以某车型翼子板的逆向设计为例,采用数码摄影和光学扫描相结合的非接触式基于光学原理的ATOS & TriTop系统得到数据点,针对汽车覆盖件的特点,结合逆向工程软件Imageware,详细阐述了由大量数据点进行曲线、曲面反求的汽车覆盖件逆向工程设计方法.     

Shape reconstruction, shape manipulation, and direct generation of input data from point clouds for rapid prototyping

Shape reconstruction from point clouds has received considerable attention in recent years on account of its ability to directly integrate reverse engineering with rapid prototyping. The primary objective of this study is to develop an integrated system that enables one to generate input data for rapid prototyping by constructing complete shape models from point clouds obtained with various measuring devices, including laser scanners, digitizers, and coordinate-measuring machines. We first present a novel approach to reconstructing a shape from point clouds based on implicit surface interpolation combined with domain decomposition. We then propose various related algorithms for generating input data for rapid prototyping, ranging from shape manipulation to complete solid generation. The validity of this new technique is demonstrated for a variety of point clouds with differing degrees of complexity.     

运用逆向工程的空调器钣金件CAD建模及数值模拟

利用三维扫描系统对某空调钣金件进行数据采集,并对采集数据通过点云预处理、特征曲线生成和曲面重构等关键逆向工程技术,最终获得产品的CAD模型.对该重构模型的冲压过程利用Dynaform软件进行数值模拟,根据模拟分析结果修改工艺参数,以得到合理的工艺设计方案,为模具设计提供依据.     

B-spline surface reconstruction and direct slicing from point clouds

The issue of surface reconstruction and slicing from point clouds has been receiving extensive attention recently. When using the B-spline surface fitting technique, the difficulty of parameterization exists. At the same time, for interfacing between reverse engineering and rapid prototyping, the point clouds are usually converted to an stereolithography (STL) model. This leads to a huge file size and requires expert modeling skills. The objective of this work is to establish a base surface parameterization and direct slicing strategy for scattered data based on a cross-sectional design technique. We first present a new method of directly extracting sectional contours from point clouds. Then, we create a base surface by skinning the primary boundary curves and interior sectional curves. Based on a good parameterization, the final surface is achieved with tight tolerance. Several practical examples have demonstrated the feasibility of the proposed method. It can be widely used in Number Control (NC) machining and rapid prototyping.     

逆向工程技术在模具修复中的应用

介绍了应用逆向工程技术结合三维加工软件修复模具的工作流程。使用美国谢菲尔德机械式三维坐标测量仪,测出待修模具的点云并对其进行处理,利用其自带软件的曲面造型功能,构造出模具三维模型,再用MasterCAM软件的加工模块完成模具的修复工作。逆向工程技术的应用极大地提高了模具制造精度,缩短了产品生产周期,提高了企业在市场上的竞争力,尤其在产品缺乏原始资料的情况下,其优势更是显而易见。     

基于点云的边界特征直接提取技术

边界作为反求工程CAD建模的重要几何特征信息,对重建曲面模型的品质和精度起着重要的作用。首先 对点云数据进行空间三维划分,建立基于空间栅格的边界提取模型,然后通过研究线性时间复杂度的种子边界栅格识别和生长算法以及空间拓扑构型推理算法,实现从点云数据中直接获取边界信息。应用实例表明,算法的运行速度快、稳定性好,能够可靠地提取空间任意分布点云数据的内外边界。     

在Pro/E中基于点云数据建立CAD模型的几种方法

介绍了逆向工程中基于点云建模的基本理论及Pro/ENGINEER中逆向工程的建模工具,提出了在Pro/ENGINEER中基于点、点列、点云数据的曲线曲面模型建构方法以及基于不同产品外形曲面的CAD模型建构方法和技巧,并进行对比得出结论。