（沈陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 沈陽 110045）

基于DesignX逆向模型重構(gòu)研究

吳爽1，張泉2

（沈陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 沈陽 110045）

基于Geomagic Studio、Design X逆向模型重構(gòu),對其實施方案和操作流程進(jìn)行詳細(xì)論述。以潔面儀的逆向模型重構(gòu)設(shè)計過程為例,提出了由Geomagic Studio處理點云,再由DesignX進(jìn)行特征構(gòu)線、曲面的建構(gòu)的具體方案。研究結(jié)果表明，采用Geomagic Studio、DesignX對產(chǎn)品進(jìn)行逆向設(shè)計，大幅度縮短了新產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)周期，更具高效性和可行性，從而加速了產(chǎn)品開發(fā)、創(chuàng)新設(shè)計。

逆向設(shè)計；DesignX；潔面儀；點云處理

逆向設(shè)計過程是指對產(chǎn)品實物樣件表面進(jìn)行數(shù)字化處理(數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理)，并利用可實現(xiàn)逆向三維造型設(shè)計的軟件來重新構(gòu)造實物的三維CAD模型(曲面模型重構(gòu))，并進(jìn)一步用CAD/CAE/CAM系統(tǒng)實現(xiàn)分析、再設(shè)計、數(shù)控編程、數(shù)控加工的過程。逆向設(shè)計通常是應(yīng)用于產(chǎn)品外觀表面的設(shè)計。

1 數(shù)據(jù)采集

首先對潔面儀整體分析，然后噴粉貼點，貼點時注意所貼點作為第二面掃描公共點大于4個掃描點數(shù)，這樣有利于另一掃描面的完整掃描，貼點圖如圖1所示。

利用三維掃描儀對潔面儀進(jìn)行掃描，完成數(shù)據(jù)采集，采集數(shù)據(jù)注意數(shù)據(jù)的完整性，采集數(shù)據(jù)完成圖如圖2所示。

圖1 對產(chǎn)品潔面儀貼點

圖2 完整數(shù)據(jù)采集

2 點云處理

利用Geomagic Studio2013對掃描數(shù)據(jù)處理，掃描處理包括剔除噪點、雜點， 去除體外弧點、統(tǒng)一采樣等，利用“封裝”工具生成三角面片，利用“網(wǎng)格醫(yī)生”對去除釘狀物，然后利用“填充孔”把三角網(wǎng)的缺口、孔洞補(bǔ)齊，最后生成“stl”點云文件 ，如圖3所示。

圖3 點云處理結(jié)果

完整封裝數(shù)據(jù)點云如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)點封裝圖

3 建模

對stl點云選取特征點，利用DesignX建模軟件相應(yīng)命令形成對象模型特征線，用完整的面、邊、點信息來表示模型的位置和形狀，許可范圍誤差，一般誤差控制在0.05%范圍之內(nèi)，對模型進(jìn)行重構(gòu)，模型重構(gòu)尤其曲面建模，模型曲面要光順，曲率過渡自然，重構(gòu)完成圖如圖5所示。

圖5 建模完成圖

4 分析

通過偏差來顯示模型的建模誤差，誤差在-0.05～+0.05之間，藍(lán)色為負(fù)偏差，黃色為正偏差（圖6）。

圖6 建模偏差圖

5 結(jié)語

利用三維掃描儀對零件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，Geomagic Studio數(shù)據(jù)處理、DesignX曲面重構(gòu)，完成產(chǎn)品由掃描到建模成實物的全過程，提出了產(chǎn)品從虛擬到現(xiàn)實，數(shù)字化設(shè)計的解決方案。

[1]袁鋒.UG逆向工程范例教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006

[2]楊曉雪.Design X 三維建模案例教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016

TP29

A

1671-0711（2017）04（上）-0118-02

沈陽科技計劃項目（F14-124-9-00）。