产物熟悉阶段就是通过对产物的形状特性说明,揣度生产物的计划进程,为产物的反求建模提供一个精确的指导,也可将该阶段称为反向计划解析阶段。通过反向计划解析,确定整个产物在逆向工程CAD建模进程中应该回收何种本领、必要哪些数据才可以完成产物建模事变,即确定产物造型和再创新计划方案。

2.3　产物制造检讨阶段

在某些环境下,产物的曲面部门也许存在孔洞或其余缺陷(如图2中零件的孔),对这些孔洞部门假如直接操作丈量数据造型,同样存在上述界线确定题目。较好的处理赏罚本领是在丈量孔洞内界线的基本大将其在整体结构的曲面模子中裁剪出来,既切合计划思绪,又担保模子质量。此时必要在丈量前对产物样件举办处理赏罚,对付必要操作三角曲面模子裁剪获得的孔洞可以操作石膏或其余原料将孔洞部门预先添补起来,并与其余部门一路举办丈量和整体造型,然后裁剪获得;对付可以在通用CAD软件中操作裁剪方法获得的孔洞则可以单独丈量其位置、外形等数据。

2.1　产物熟悉阶段

(3)按照丈量数据结构三角曲面　由丈量数据结构三角曲面模子是三角曲面在逆向工程中应用的重点。在三角曲面结构进程中,除了担保三角曲面的保形性以外,三角曲面的品格也是我们很是存眷的题目。因为三角曲面的品格对三角形网格的毗连相关异常敏感,因此三角网格的毗连优化题目尤其重要。三角曲面的品格好,对后续重构四边曲面(B样条曲面)就奠基了一个好的基本;反之,品格欠好的三角曲面会严峻影响重构曲面的光顺。图3a、图3b别离是图2产物中按照丈量数据结构的三角曲面模子。

图2　基于三角曲面模子的产物逆向工程CAD建模

为了到达上述目标,在基于三角曲面模子的逆向工程CAD产物建模要领中,存在以下两个方面的要害技能:1按照丈量数据结构三角曲面模子;2按照三角曲面模子重构B样条曲面模子,实现三角曲面模子与通用CAD软件之间有用集成。将已有的三角曲面模子转换为B样条曲面模子并进入通用CAD/CAM软件中完成产物的所有造型和再创新计划事变,是产物逆向工程的要害步调。

2　基于三角曲面模子的逆向工程CAD建模要领

因为丈量本领和技能的限定,对实物举办数据丈量时每每不能完全达到实物的界线,有些环境下实物样件的界线部门存在磨损或缺陷。因此CAD模子的界线不能完全依赖丈量数据确定,而是应该在曲面延长的基本上,操作丈量数据在某一偏向上的精确性,对曲面举办裁剪获得模子的精确界线。

通过上述说明可以看出,产物造型方案简直定对后续步调起要害浸染,后续事变都是在造型方案的指导下举办的。

(5)产物再创新计划　对产物零件中一些法则实体,如筋板、凸台等,可以操作通用CAD软件的强盛成果举办增补造型,也可以在此模子基本上完成局部创新计划。通过IGES文件将重构好的B样条曲面输入到通用CAD软件中,同时将法则实体的相干丈量数据也输入到体系中举办增补造型。在通用CAD软件中可以实现自由曲面部门的延长、求交、裁剪、过渡等事变,同时操作界线丈量数据对曲面举办界线裁剪,确定产物的最终界线,获得必要的CAD模子。

为了将三角曲面的特点和上风与贸易CAD软件有用集成,本文提出了一种基于三角曲面初始表达的跨平台逆向工程CAD建模计策,以到达既能充实操作三角曲面模子在逆向工程CAD建模规模的良好性,又能办理专用逆向工程CAD软件与通用CAD软件集成的目标。

(2)丈量及丈量数据批改　在丈量筹划的指导下,操作丈量装备对产物举办丈量。一样平常环境下,因为所丈量的零件都存在偏差和缺陷,必要对丈量数据举办须要的批改。批改的内容包罗剔除丈量进程中发生的噪声点,对丈量数据举办局部光顺处理赏罚等。

今朝专门针对逆向工程CAD建模的软件有许多,如STRIM100、Surfacer、DelCopy等。这些软件在处理赏罚丈量数据造型方面有各自的特点,但首要头脑根基是沟通的[4],即由点结构曲线,再从曲线结构曲面。这种处理赏罚方法是今朝逆向工程CAD建模中最为平凡的要领。以STRIM100软件为例,处理赏罚逆向工程CAD产物建模的首要步调如下:1拟定丈量筹划;2读入丈量数据;3校核、编辑丈量数据;4以交互方法成立特性曲线;5校核所建曲线质量;6天生曲面模子;7对曲面模子举办校核;8转化为实体模子并举办增补造型。

完成产物的CAD建模后就可以操作通用CAD/CAM软件发生NC代码完成数控加工或通过RP装备完成产物原型制造。对加工出的零件举办品格和精度检讨与评价,判定所用CAD模子是否到达要求,不然可对CAD模子举办修改,最终计划制造出切实用户要求的产物。

3　结论

本文以逆向工程CAD软件QuickForm为根基平台,提出了基于三角曲面模子的逆向工程CAD建模要领。该要领充实操作了三角曲面模子在丈量数据造型方面的上风,将三角曲面模子与通用CAD/CAM软件团结起来,到达高效、精确成立产物CAD模子的目标。

因为三角曲面临数据拓扑相关具有较宽的顺应性和精采的保形性,使三角曲面出格得当于描写产物形状中自由曲面部门,这也正是逆向工程CAD建模中最难处理赏罚的部门。因此,以三角曲面模子作为产物逆向工程CAD建模的数学要领对进步逆向工程CAD建模的速率和精度有重要意义[2,5～9]。今朝,关于三角曲面的理论和应用算法,如数据三角化、曲面滑腻、曲面求交、曲面裁剪和曲面过渡等题目的研究已经取得了许多成就,使三角曲面在逆向工程CAD建模中的现实应用成为也许。

可以看出,逆向工程CAD建模进程是一个由“点”到“线”再到“面”,最后天生实体的伟大进程,一样平常回收B样条或NURBS曲面等具有同一参数域的矩形曲面作为数学模子。在这种要领中,曲线的质量最终抉择了曲面的品格。跟着产物庞洪水平的进步,只有通过度块结构才气使曲面的参数线在局部地区根基担保与几许特性的对应相关,从而担保模子局部质量。回收这种要领办理伟大产物逆向工程建模时,在曲线结构和说明处理赏罚方面每每必要耗费许多的时刻。如轿车车门内饰板零件,一样平常必要60～80个事变日才气完成CAD建模。

2.2　产物建模阶段

通过这些实例充实声名它是办理伟大产物逆向工程CAD快速建模的一种有用本领。以此技能为基本研究开拓的逆向工程软件QuickForm将与快速原型体系相团结,可进一步在产物快速开拓和创新计划规模推广应用。

一样平常来讲,对一个实物样件可以将形状分为法则部门(如平面、圆柱、圆孔或一些筋板、凸台等可由通用CAD软件充实表达的部门)和犯科则部门(如自由曲面地区)。按照这个分别,可以将犯科则部门操作三角曲面模子举办建模;对付法则部门操作通用CAD软件举办增补计划。这样在建模时就可以按照两部门各自的特点回收差异的本领。同时这种分别也影响到数据丈量要领。对付必要回收三角曲面模子建模的犯科则部门在丈量时必要用麋集的数据来描写曲面的外形;而法则部门在丈量时仅丈量要害的位置和外形数据等少数信息即可。

操作多个CAD软件集成办理伟大产物的逆向工程CAD建模题目具有很多利益,一方面,这种基于高速数字化丈量技能支持的逆向工程CAD建模要领,使产物逆向工程计划可以或许充实操作商品化三维CAD软件等现有资源来办理基于本相的产物快速CAD建模和创新开拓题目;另一方面,因为增进了专门处理赏罚“点云”数据的软件和技能,使伟大产物逆向计划的服从和质量都有很大进步。