三维激光扫描技术在轮毂逆向设计中的应用实践

以某矿山重载轮毂的逆向设计为例,首先介绍了三维扫描技术的测量原理及扫描过程;使用三维扫描技术对该轮毂进行扫描以获取三维点云数据,并利用逆向三维建模软件完成了该轮毂的逆向设计。结果表明:三维激光扫描系统具有与接触式三坐标测量仪相当的测量精度,使用三维激光扫描系统获得的数据,可直接作为轮毂逆向设计时的直接依据。     

基于逆向工程技术的超音速薄壁管件设计与分析

逆向工程技术作为一种先进的快速成形与仿真分析技术，目前已广泛应用于装备制造领域。为了对一些尺寸较小的关键零部件进行快速仿形与二次开发，针对某超音速薄壁管件的形状特点，利用逆向工程的方式建立流程与搭建平台，对其开展三维扫描、尺寸测量、点云修复及逆向建模等工作，并将最终获得的三维实体模型代入到分析软件中进行超音速流体域加载。通过对薄壁管件的内外流场分析，实现了对管口结构的初步优化，有助于提高其长期运行寿命。基于逆向工程技术对该超音速薄壁管件进行了全流程的仿形与模拟，建立起一套完整的针对体积较小零部件的逆向建模流程、流场仿真分析与优化设计方法，为后续表面形状更加复杂的流体域零部件二次设计与优化奠定了基础。     

基于Geomagic和UG的快速参数化逆向建模方法

提出了一种基于逆向设计软件Geomagic和三维建模软件UG的产品快速参数化逆向建模新思路。首先,利用逆向设计软件Geomagic Studio对扫描获得的物体点云数据进行处理,主要包括三角化阶段和多边形阶段处理,获得网格包络曲线;其次,将构建的网格包络曲线导入三维建模软件UG中进行参数化曲面构建;最后,对新方法的建模精度进行了评价。实验结果表明,该方法不仅能获得高精度的曲面模型,还可以大幅度的缩短产品设计和开发周期。     

基于零件特征的逆向建模技术研究

在产品设计生产过程中,有些零件无法在设计阶段直接进行理论模型设计,需要根据现场实际情况先加工多件零件,并应用于产品装配,再按照加工实物开展三维模型设计,然后进行零件批量生产。经过测量方式设计的三维模型通常与实物误差较大。但是通过逆向技术能够获得精度很高的实物的三维模型。在飞机生产过程中,通过研究逆向建模技术,对实物进行逆向扫描,采集点云数据,并基于零件特征分析进行三维模型设计,这样既提升了三维模型的设计效率,又可以很高的精度保证三维模型与实物的一致性。该文在研究过程中,选取具有一定通用特征的钣金零件和机加零件作为实验对象,应用逆向扫描技术获得点云数据,基于零件特征进行三维模型设计,通过验证两类零件均满足设计和生产需求。逆向建模技术能够应用于飞机生产过程中的模型设计和零件制造。     

UG逆向造型在产品造型设计中的应用

1.前言 所谓逆向造型是指根据已有的产品或者模型通过三维测量或者数字化扫描，来获取实物模型的点数据也称点云①，然后通过各种三维软件的逆向工具对点云进行三维建模的过程。     

逆向技术在飞机导管维修中的应用

针对在航空发动机维修过程中,发动机空间导管的维修因导管变形较大,原始数据图纸与现有状态的导管存在较大差异等问题,通过对发动机拆卸下的导管使用三维扫描进行数据测量,使用Geomagic Studio和CATIA软件进行面向制造的逆向建模,通过所建模型生成制造所需参数。传统逆向建立的数字模型没有考虑制造因素,不能直接用于维修制造,必须经过制造工艺人员进行处理后才能进行制造,而在本次试验中,面向制造的逆向建模方法所建的数模包含了制造所需信息,有效的提高了后期制造和维修的效率,但这种方法导致所建模型精度比传统的方法低,因此在逆向过程要根据实际制造维修需要对部分要求不高的区域降低精度要求,从而保证整体的模型符合要求。     

基于强度性能反求的薄壁件逆向研究

借助三维激光扫描仪对薄壁件的重要特征和外部特征进行扫描测量,基于结构零件的强度性能对薄壁件进行逆向反求;分析结果表明:逆向设计后的薄壁件强度、刚度足够。实践表明,从三维激光扫描测量到逆向建模和有限元分析的设计方法是逆向设计的一种有效设计手段,可提高企业自主开发能力,大幅度缩短产品开发周期。     

逆向工程中曲面零件的快速成型方法探究

以结构复杂的曲面类零件为研究对象,着重介绍了该零件的逆向建模,三维检测及快速成型这三个过程。通过对曲面类零件进行三维扫描、点云处理、逆向建模、三维检测和快速成型等试验设计,得到了表面质量高,精度高的新产品,实现了现有产品的快速更新换代,并且提出了一条基于逆向工程的产品设计,检测及快速成型的路线。此方法提高了设计效率,降低设计成本,缩短研发周期,便于定制化生产和工业化改造。     

逆向工程特征点提取与参数化建模方法研究

通过对逆向建模特点与参数化建模方法的研究,提出一种特征截面轮廓线提取与参数化设计的逆向建模新思路。首先,以Geomagic Studio软件完成对电动汽车车头扫描数据预处理,实现特征截面插入与特征轮廓线的提取,并在CATIA软件中进行曲率分析;其次,通过分析特征曲线曲率变化识别特征点,并测量出特征点三维数据;最后,运用Visaul Basic对CATIA进行二次开发,以特征点数据为参数,生成截面特征样条曲线,再进行曲面重构,实现参数化设计的逆向建模。结果表明:以Geomagic Studio与CATIA软件为平台,完成了截面插入和曲率分析,获取了特征轮廓线及特征点三维数据,实现了逆向特征提取与参数化设计相结合的建模方法。     

发动机叶片的反求设计和检测分析

叶片作为航空发动机的关键部件之一,其形状的不规则性和复杂性,使得发动机叶片实体建模比一般实体复杂得多。逆向造型软件的出现为复杂形状的叶片数字化建模提供了有力的技术手段。通过三维激光扫描机对叶片的三维形状信息进行采集,然后利用逆向软件Surfacer和Geomagic Studio交互使用对所采集的数据进行处理,并在Geomagic Studio中进行曲面重构。然后通过逆向模型快速检测软件Geomagic Qualify中的叶片检测技术对重构的曲面和原始点云模型进行三维误差比较、叶片截面二维误差比较和截面二维扭曲分析,为发动机叶片的数字化设计检测提供了依据。     

基于逆向工程的支架零件优化设计及快速成型

对结构复杂的支架类零件进行逆向建模及优化设计,并提出了一条基于逆向工程的产品优化设计及快速成型的路线。将三维扫描技术、点云预处理技术、参数化逆向建模技术、有限元分析技术和快速成型技术相结合,对重构后的模型快速实现再设计,缩短研发周期,便于定制化生产和工业化改造。     

基于三坐标测量和3D扫描的凸轮逆向建模设计

在机械零件设计中,使用逆向工程技术,可以吸收现有零件的优点,进一步提升产品的性能和升级换代。文中以一个工程机械上面的凸轮零件逆向设计为例,介绍了基于三坐标测量和3D扫描逆向建模的产品研发过程,将三坐标测量精度高、激光三维扫描便于采集复杂曲面这二者特点相结合,最终达到了产品设计目标和要求。     

基于Geomagic Design X的航空活塞发动机机匣逆向建模

航空活塞发动机机匣数字模型的建立对其深度维修至关重要,基于Geomagic Design X软件,文中介绍航空活塞发动机机匣的逆向建模流程,包含点云获取、处理,三角面片封装,数模逆向建立,数模与点云的偏差对比,最终得到了较高精度的航空活塞发动机机匣数字模型。同时提供了逆向建模的关键思路,对其它逆向工程具有参考价值。     

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。     

考虑装配变形的航空发动机零部件NX建模方法研究

在航空发动机装配过程中,部分零部件将因装配应力产生显著变形,需要准确预测因装配引起的变形量,要求在三维建模时需同时考虑制造状态和装配状态下的零件变形。在分析现有三维建模软件特点的基础上,在NX软件框架内开发了参数驱动和多引用集表达两类变形件建模方法,可同时满足制造状态和装配状态的模型要求。在两种状态下的模型创建前,先根据变形特征,分析变形参数,选择参数驱动或者多引用集表达建模方法完成三维实体建模。     

一种受损叶片数字化3D模型重建方法研究

航空发动机叶片长期工作在高温、高压的恶劣环境下,经常会出现各种各样的损伤。对受损叶片进行修复,是目前比较经济的做法。受损叶片三维模型逆向重建是叶片修复的关键技术之一,针对此技术,提出一种面向损坏叶片的不依赖于叶片原始模型的数字化3D模型逆向重建方法。首先,对扫描获得的受损叶片点云进行预处理。其次,对不同损坏部位的叶片分别进行逆向建模,对于叶尖受损的叶片,提出一种灰色GM(1,1)叶型重构算法,重建其叶尖受损部位的叶型,提高叶型放样建模的准确性;对于叶中受损的叶片,只需提取未受损部位叶型,放样获得叶片的完整模型,如此,在保证建模精度要求的前提下,减少计算量,提高叶片的建模效率。最后,对叶片重建模型进行误差分析和流场分析,验证建模方法的可行性。结果表明,重建模型的精度可以达到叶片维修要求。     

基于逆向CAD技术实现并联机构自动化装配研究

提出了装配过程逆向CAD方法,结合Visual Basic 6.0高级语言,基于SolidWorks软件API对象及其函数,开发了并联平台自动装配系统。以线条的方式建立了各种运动副零部件的三维实体模型,并在不使用数据库技术及其相关软件的情况下,利用CAD软件自带的系列零件设计表功能,建立了一个广义上的动态数据库,在运动副杆件结构尺寸方面实现了更进一步的参数化。实践证明,对三维机械设计软件的装配建模进行二次开发,装配过程逆向CAD方法是一种行之有效的解决途径,利用该方法可以研发大型、系列化装配体建模的参数化设计系统。     

基于CMM和光学扫描的集成测量与混合建模

针对现阶段复杂零件在逆向测量与建模上的不足,提出了一种基于CMM和光学扫描的集成测量与混合建模的技术。对复杂的零件,首先将其表面划分为规则特征和非规则特征,分别对其应用两种三维测量技术获取产品表面数据,然后各自进行建模,再将两部分模型坐标系对齐,利用布尔原理进行裁剪,最终得到产品的CAD实体模型。通过此方法对复杂零件实现了集成测量和混合建模。实验结果表明,该方法可以提高复杂零件在集成测量下的逆向设计的效率和质量。     

易拉罐印刷机用滚筒的逆向建模研究

为了缩短易拉罐印刷机用滚筒的再设计周期,降低企业设计成本,现针对易拉罐印刷机用滚筒提出了一种基于光笔便携式三坐标测量机接触式数据采集和三维建模软件UG的逆向建模方法.详细介绍了滚筒的数据采集、逆向建模、精度分析等过程,以滚筒三维CAD模型作为标准,对采集的数据进行不确定度来源分析和评定,并使用Geomagic Quality软件对滚筒进行精度分析,结果发现逆向完成的滚筒重构模型和检测出来的数据在允许范围内,验证了滚筒逆向建模方法的可行性,为类似大尺寸产品的逆向建模提供了参考.     

基于逆向建模的压气机叶片静力学分析

为获得某航空发动机压气机叶片在工作环境中叶片的静力分布,首先采用HandySCAN 3D扫描仪对该叶片的实体模型进行扫描,获得该叶片表面的三维数据,并在专业逆向建模软件Geomagic Studio中对数据进行处理,拟合曲面,再通过三维软件UG生成实体。其次通过流体分析软件CFX对叶片进行流体分析获得叶片表面空气载荷,并将此载荷作为初始条件对叶片进行静力学分析,获得叶片等效应力分布,为叶片制造过程中了解提高叶片强度的位置提供依据。