基于RE的后视镜三维模型重建

介绍了应用RE(Reverse Engineering,逆向工程)技术结合CAD软件设计模具的方法.使用复合式三坐标测量机对后视镜模具进行激光扫描,获得后视镜模具的点云,采用逆向工程软件对点云数据进行处理,再利用CAD软件的曲面造型功能进行三维模型重建,实现了后视镜模具的快速设计.在模具的设计与研发过程中,应用逆向工程技术和CAD软件不仅解决了具有复杂曲面外形零件的模具设计周期长问题,还提高了市场竞争力.     

基于逆向工程的精密注塑模具型腔质量数字化检测技术应用研究

精密注塑模具的型腔含有大量复杂的曲面,曲面的尺寸和型状不容易精确测量,也就不能精确的评价被加工精密注塑模具型腔的误差情况。精密模具对加工制造的精度要求特别高,没有一种合适的检测技术,进行精密的检测模具型腔的尺寸、型状精度,就保证不了精密注塑模具的型腔质量,影响整体加工精密度。基于逆向工程的数字化检测技术,把被加工后的精密注塑模具型腔进行逆向工程得到实际型腔模型,与标准模型(CAD设计模型)进行对齐、比较,从而得到被加工精密注塑模具型腔与标准模型对应点之间的误差,提高检测精度。     

创建压缩机叶片有限元分析模型的方法

压缩机叶片是由复杂的自由曲面包络而成的零件,在对其进行有限元分析之前需建立CAD实体模型。针对常规建模方法中CAD模型转化为CAE模型所出现的问题,提出在建立叶片的CAD实体模型前,先对叶片截面型线内、外弧的型值点进行预处理,并将叶片各截面型线分成多段,从而建立面向有限元分析的CAD实体模型。建立的叶片实体模型通过标准图形接口和专用数据接口传递,结果表明除IGES格式外,其他均能较好导入ANSYS软件中,其中以Parasolid格式和Pro/E接口为最佳。通过采用该方法,对某型号的压缩机叶片进行有限元建模,可以很好地实现在CAD下所建实体模型转化为有限元分析所需要的几何模型。     

逆向工程及设计技术的整合与应用

逆向工程设计理念适用于以自由曲面为主的产品,由测量系统取得物体外形点资料,配合CAD软件重建该物体模型进行设计,本文以高尔夫球头为例,介绍逆向工程中点数据的获取及整合处理,讨论了CAD系统结合逆向工程的建模和曲面分析技术,实现了复杂曲面零件三维重构,为曲面零件的逆向造型设计提供了途径。     

SolidWorks软件在汽车过滤器外壳模具设计中的应用

介绍了使用三维设计软件SolidWorks及其插件IMOLD进行汽车过滤器外壳注塑模具的设计过程.利用三维设计软件能够大大缩短注塑模具的设计周期,提高设计效率,并且可以直接利用其设计零件的模型进行数控加工编程.     

反求工程中实物测量数据补缺及重构技术

复杂曲面反求工程建模是目前 CAD领域的热门研究课题之一 ,通用 CAD/ CAM软件还不能很好地解决这个问题。尤其是一些带凹边、孔或槽等特征的复杂自由曲面零件的 NURBS曲面重构 ,在实际 CAD建模过程中更是耗时、费力。本文针对这类反求工程 CAD建模问题。提出了对实物零件进行人工局部补缺和通过专门软件对数字模型进行补缺的复合数据预处理方法 ;基于三角曲面模型 ,研究了复杂曲面零件的分区 NURBS曲面重构。利用反求工程软件 RE- SOFT,解决了有关零件的反求工程 CAD建模 ,大大缩短了实物样件的反求设计和建模时间 ,提高了复杂曲面产品的设计效率     

基于逆向工程的车灯罩壳模具的快速设计与制造

逆向工程技术已成为模具CAD/CAM的制造技术之一,以车灯罩壳模为例,首先利用三维激光测量仪对零件进行测量,获取三维点云数据,然后利用UG软件将得到的轮廓数据三维重构,得到实物原型的三维数字模型,最后进行模具CAD/CAM。采用逆向工程技术可以快速实现模具的设计与制造,同时大大缩短了整个产品的开发周期。     

逆向工程在产品开发上的应用

逆向工程是从实物样件测得的数据,经过数据预处理、曲线/曲面拟合、实体模型重构等关键技术,得到实物样件的三维CAD模型,继而将这些模型用于产品的分析和制造。根据逆向工程的技术流程,利用现有的软硬件设施,完成了出水器的测量、数据处理、曲线/曲面重构和实体建模,探讨了利用逆向工程技术进行产品快速逆向设计的可行性。     

基于Inventor的模具型腔曲面造型

以三维CAD软件Inventor R6为设计平台，针对模具的曲面造型，利用其约束特性及衍生功能，探讨以原始零件为设计基础的模具曲面造型，实现了设计数据的共享与有效关联，使模具曲面造型随原始零件的设计修改而自动更新，大大提高了模具曲面造型设计效率。     

复杂曲面CAD重构设计中的一种关键技术

分析了复杂曲面CAD重构设计中的基本流程,重点介绍了重构设计中涉及的几个关键技术。首先,介绍一种基于Bezier曲线曲面造型原理的复杂曲面重构方法。该方法用三角网格对将离散点云进行拓扑划分,将一个复杂的零件曲面划分为多个小曲面;然后采用轨迹线生成技术重构复杂曲面中的特征线,采用网格优化技术提高重构效率;最后,采用曲面光顺技术,使重构后的曲面达到应用需求。     

Checking for machinability on surface patches

Toolpaths generated from a CAD model do not necessarily produce a part which exactly matches the model part. To close up the gap between a CAD model and a machined model, this paper focuses on the development of a program to check the machinability of surface patches in relation to the cutting tool. A machinability check engine is formulated and implemented for verifying the machinability of surface patches. The structure of the machinability check engine consists of three components: the input parameters, the checking algorithm and the output surface map. The output surface map is called the Chow map. The algorithms for checking a single surface and multiple surface patches are presented. Sample runs of the machinability check engine are performed on three types of surface patch: standard-shaped surfaces, complex surfaces and textured surfaces. The machinability check engine can be incorporated into a CAD/CAM system for better surface design.     

Topology recovery technique for complex freeform surface model after local geometry repair

Intersections and discontinuities commonly arise in surface modeling and cause problems in downstream operations.Local geometry repair,such as cover holes or replace bad surfaces by adding new surface patches for dealing with inconsistencies among the confluent region,where multiple surfaces meet,is a common technique used in CAD model repair and reverse engineering.However,local geometry repair destroys the topology of original CAD model and increases the number of surface patches needed for freeform surface shape modeling.Consequently,a topology recovery technique dealing with complex freeform surface model after local geometry repair is proposed.Firstly,construct the curve network which determine the geometry and topology properties of recovery freeform surface model;secondly,apply freeform surface fitting method to create B-spline surface patches to recover the topology of trimmed ones.Corresponding to the two levels of enforcing boundary conditions on a B-spline surface,two solution schemes are presented respectively.In the first solution scheme,non-constrained B-spline surface fitting method is utilized to piecewise recover trimmed confluent surface patches and then employs global beautification technique to smoothly stitch the recovery surface patches.In the other solution scheme,constrained B-spline surface fitting technique based on discretization of boundary conditions is directly applied to recover topology of surface model after local geometry repair while achieving G 1 continuity simultaneously.The presented two different schemes are applied to the consistent surface model,which consists of five trimmed confluent surface patches and a local consistent surface patch,and a machine cover model,respectively.The application results show that our topology recovery technique meets shape-preserving and G 1 continuity requirements in reverse engineering.This research converts the problem of topology recovery for consistent surface model to the problem of constructing G 1 patches from a given curve network,and provides a new idea to model repairing study.     

一种基于CT图像反求技术的实体几何造型方法

基于 CT图像的反求是反求工程中的重要内容 ,由 CT图像反求重建出的表面模型只包含了表面几何信息 ,而实体几何模型具有完备的几何和拓扑信息。针对 CAD造型系统中实体模型的特点 ,本文提出一种基于 CT图像反求技术的实体几何造型方法。应用 CT图像反求技术重建出物体的三维表面模型 ,在重建出的拟合曲面三角片序列的基础上 ,采用半边结构来表达重建的表面模型 ,并将该过程作为本研究所开发的特征造型原型系统 3D-Modeler2 .0中的一种造型方法     

逆向工程在产品曲面重建中的应用研究

逆向工程(反求工程)是CAD/CAM领域的一个研究热点,特别在工业设计学科产品外形设计的领域中得到了广泛的应用.目前产品复杂曲面重建的方法通常采用分片的小曲面片来拼接形成整张曲面,这种方法无法提取曲面的特征.本文针对复杂曲面重建这一难点,着重分析比较了逆向工程中经典的曲面重建方式,并在此次基础上提出了以点云-曲线-曲面为步骤的CAD模型整体重建方案以完成整个模型的重建过程,并用鼠标的实例综合验证了这一方法在曲面重建应用中的可行性.     

基于三角曲面的逆向工程CAD建模方法

根据目前逆向工程CAD建模中存在的问题，提出一种基于三角Bezier曲面模型初始表达的跨平台产品逆向工程CAD建模策略，既能利用三角Bezier曲面的优势，又能有效地与通用CAD软件集成。对涉及产品逆向建模方案、数字化测量规划、实际建模过程和再创新设计等具体内容进行了详细阐述，并结合具体实例说明了该方法的可行性和有效性。     

基于工业计算机断层成像技术的三维CAD模型重构方法

为解决复杂形状产品的三维计算机辅助设计模型的重构难题,提出了一种基于工业计算机断层成像技术的三维计算机辅助设计模型的重构方法.首先用工业计算机断层成像技术对产品进行扫描,得到产品切片图像,然后通过切片图像获取体数据;在采用高斯滤波对体数据进行预处理后,使用移动立方体算法重建三维表面,并用顶点删除法和二次误差测度算法简化三维表面;在采用Laplacian算法平滑三维表面后,将三维表面模型保存为STL格式的文件;最后,将STL格式的文件导入到UG中,重构出产品的三维计算机辅助设计模型.实际应用验证了该方法的有效性和正确性.     

基于STL模型的逆向工程实体建模技术

针对以STL数据表示的零件模型，在分析结构件模型几何特点的基础上，提出了一种以几何体素分离与拓扑关系重建为基础的STL模型逆向工程实体建模技术。通过对三角面片的合并实现平面、柱面、锥面等基本几何体素的分离，并利用Parasolid系统完成体素重构，进一步提取几何体素之间的布尔关系，从而实现含拓扑关系的产品模型重构。利用这一方法，可以实现RE／RP系统与通用CAD系统之间的快速集成，实现产品数据在不同系统之间顺畅传递。     

NURBS曲线在快速原型制造系统中的应用

大多数快速原型制造系统采用 STL 文件作为与 CAD系统之间的数据交换接口。但是 ,STL 文件是通过用一系列的三角片逼近实际零件表面而产生的 ,STL 文件本身及其创建过程均存在许多问题。要提高模型的精度 ,就必须增加三角片的数量 ,同时减小三角片的尺寸。这必然造成 STL 文件庞大 ,后续处理时间较长 ,而且易产生缺陷 ,使后续处理不能进行。针对上述问题 ,本文分析了 STL文件的不足 ,提出一种 CAD系统与 RPM系统之间新的数据交换方法。该方法对 CAD系统中的真实模型直接切片 ,将切片后所得到的轮廓数据作为 CAD系统与快速原型制造系统之间的数据交换接口。该切片算法已在“超人 2 0 0 0 CAD/ CAM”系统中实现 ,算法表现稳定     

基于超声测距的自由曲面数字化方法研究

对数学模型未知的自由曲面进行超声仿形测量时，必须事先估算各采样点的位置和法矢。针对此问题，提出了一种两次采样的数字化方法：首先采用双曲线外插方法对曲面进行特征线采样，生成初始曲面；然后采用B样条节点插入算法对初始曲面进行递归分割，生成基于给定采样精度的自适应采样路径。实例表明，该方法能较好地提高自由曲面超声测量的效率。     

Reverse engineering employing a 3D laser scanner: A case study

An important step in many manufacturing processes is the definition of the three-dimensional form of an object's shape. A common example is the definition of a designer's model created in clay or wood. A three-dimensional laser scanner offers the advantage of speed and non-contact sensing compared to traditional touch probe sensing. The three-dimensional data produced have been used in a multi-patch reverse engineering program in order to model objects where many types of surface patches, such as quadric and free-form, are blended together on one object. The surface reconstruction algorithms have been demonstrated to provide accurate and smooth surfaces that are suitable for CAD database integration and CNC machine toolpath generation. The algorithms have been implemented in an interactive 3D surface modelling program that produces surfaces compatible with current CAD/CAM systems. The application of the technology to the reverse engineering of a typical injection moulded part is described.