基于PROE复杂曲面模型的逆向工程与制造

ee基于PRO/E复杂曲面模型的逆向工程与制造ee（ee）指导教师：ee[摘要]本文研究了逆向工程的关键技术，并应用于复杂曲面的模型重建。逆向工程的关键技术包括：数据获取、数据处理和模型重建。通过对数据处理方法进行研究，得到数据处理的一般流程。根据复杂曲面的特点，采用逆向工程方法完成模型重建工作。采用serein激光扫描仪高效率、高精度地完成复杂曲面的数据获取工作。应用imageware和Pro/E软件完成曲面的数据处理工作，获得完整、准确的数据以方便后续模型重建工作的进行。运用Pro/E软件中小平面特征和重新造型的方法，重复利用软件优势，完成曲面模型的重构工作。研究表明，采用逆向工程的方法完成曲面模型，可以获得较高的模型质量，提高效率，是一种行之有效的方法，具有重要的实际意义和较高的应用价值。[关键词]逆向工程；小平面特征；重新造型；imageware；Pro/EeeReverseEngineeringandManufactureofComplexSurfaceModelsBasedonPro/Eee（ee）tutor:eeAbstract:Inthisthesis,thekeytechniquesofreverseengineeringareresearchedandappliedtomodelreconstructionofsculpturedsurface.Thekeytechniquesofreverseengineeringinclude：dataacquisition,dataprocessingandmodelreconstruction.Byresearchingflowofdataprocessingisexplored.Inlightofthecharacteristicsofsculpturedsurface,themodeliscompletedwithreverseengineering.Thedataiscollectedwithlaserscannerefficientlyandaccurately.ThedataprocessingofsculpturedsurfaceisdonewithimagewareandPro/E,whichresultinanintegratedandaccuratedataconvenientformodelreconstruction.UsingthemethodoffacetandrestylefeatureofPro/E,themodelofsculpturedsurfaceisconducted.Theresearchindicatesthatthemodelofsculpturedsurface,completedwithreverseengineering,isaneffectivetechnique,whichcanbringabouthighqualitymodelandefficiencyandhavegreatactualandpracticalvalue.Keywords:ReverseEngineering,FacetFeature,Restyle,imageware,Pro/EeeI目录1.绪论.........................................................................................................11.1.引言.......................................................................................................11.2.逆向工程特点和过程...........................................................................11.3.快速成型的技术原理、早期发展和特点功能...................................31.3.1.快速成型原理.............................................................................31.3.2.快速成型工艺方法.....................................................................41.3.3.快速成型技术的早期发展.........................................................61.3.4.快速成型技术的特点功能.........................................................81.4.软件介绍...............................................................................................91.4.1.Imageware软件简介...................................................................91.4.2.Pro/Engineer软件逆向工程模块简介.....................................102.逆向工程一般步骤................................................错误!未定义书签。2.1实体三维数据的获得——扫描.............................错误!未定义书签。2.2点云处理.................................................................错误!未定义书签。2.3曲面重构.................................................................错误!未定义书签。2.4实体建模.................................................................错误!未定义书签。3.建立米老鼠头像曲面具体步骤............................错误!未定义书签。3.1.米老鼠头像曲面逆向开发的流程.......................错误!未定义书签。3.2.数据获取和处理...................................................错误!未定义书签。3.2.1.扫描.............................................................错误!未定义书签。3.2.2.点云数据清理.............................................错误!未定义书签。eeII3.2.3.数据转化导出通用格式.............................错误!未定义书签。3.3.小平面特征...........................................................错误!未定义书签。3.3.1.造型前准备.................................................错误!未定义书签。3.3.2.输入点云数据.............................................错误!未定义书签。3.3.3.点云数据处理.............................................错误!未定义书签。3.3.4.包络处理.....................................................错误!未定义书签。3.3.5.小平面处理.................................................错误!未定义书签。3.4.重新造型...............................................................错误!未定义书签。3.5.曲面实体化...........................................................错误!未定义书签。3.6.快速成型制造.......................................................错误!未定义书签。4.总结.........................................................................错误!未定义书签。致谢...........................................................................错误!未定义书签。参考文献.......................................................................错误!未定义书签。ee第1页共33页1.绪论1.1.引言逆向工程（ReverseEngineering）也称反求工程，是相对正向设计而定义的一种设计方法，是从实物模型到电子模型或理论概念的一个反向推理、挖掘、优化的系统过程，在国内外各个领域被广泛应用。它的意义不仅仅在于消化吸收并改进国内外的先进技术，更体现在逆向反求的过程中接纳先进的设计思想和制造理念，进而实现理论和思想上的创新，这对于我国科技进步和制造业的发展具有十分重要的意义。Pro/ENGINEER是美国PTC公司于1988年开发出的参数化建模软件系统，它广泛应用于机械、电子航天、模具、工业设计、汽车和玩具等行业。其所提供的独立几何、小平面特征和重新造型等模块都可完成逆向反求工作。1.2.逆向工程特点和过程在瞬息万变的产品市场中，能否快速地生产出合乎市场要求的产品就成为企业成败的关键。由于各种原因往往我们都会遇到只有一个实物样品或手工模型，没有图纸或CAD数据档案，有时，甚至可能连一张可以参考的图纸也不存在，没法得到准确的尺寸，这就为我们在后续的工作中采用先进的设计手段和先进的制造技术带来了很大的障碍。但是逆向工程技术很好的解决了这一问题。随着计算机技术的飞速发展，三维的几何造型技术已被制造业广泛应用于产品及工模具的设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护各个方面。通过各种测量手段及三维几何建模方法，将原有实物（产品原型或油泥模型）转化为计算机上的三维数字模型，在CAD领域，这就是所谓的逆向工程。传统的复制方法是用立体雕刻机或液压三次元靠模铣床制作出一比一成等比例的模具，再进行量产。这种方法属于类比式（Analogtype）复制，无法建立工件尺寸图档，也无法做任何的外形修改。这为后续的改进设计造成很大程度上的麻烦。传统的复制方法时间长而效果不佳，已渐渐为新型数字化的逆向工程系统所取代。逆向工程系统就专门为制造业提供了一个全新、高效的三维制造路线。并给出一个一体ee第2页共33页化的解决方案：样品→数据→产品。逆向工程通常是以专案方式执行模型的仿制工作。往往制作的产品没有原始设计图档，而是委托单位交付一件样品或模型，如木鞋模、高尔夫球头、玩具、电气外壳结构等，由制作单位复制（Copy）出来。因为有长期专门从事逆行工作的专业技术人员，所以工作效率很高。逆向工程是由高速三维激光扫描机对已有的样品或模型进行准确、高速的扫描，得到其三维轮廓数据，配合逆向软件进行曲向重构，并对重构的曲面进行在线精度分析、评价构造效果，最终