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1、桂林电子科技大学信息科技学院 机电工程系 逆向工程技术实训报告 三维测量与逆向工程实训报告题 目:洗衣液瓶子逆向造型设计系 别: 机电工程系 专 业: 机械设计制造及其自动化 学生姓名: 学 号: 指导教师: 职 称: 题目类型: 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发112011 年11 月 10日摘 要 大学四年即将结束,实训正是检验我们四年学习成绩的时刻。这次的逆向设计产品为洗衣液的瓶子,首先通过关节臂激光扫描仪对产品实物进行外形扫描,扫描得到点云后进行初步的稀释处理后以Imageware格式转到Imageware12.1软件内,在Imageware12.1软件内调整工件坐
2、标系和X、Y、Z三个方向进行点云的分割,调整好后再以JT格式可见形式转到UG NX6.0软件内进行产品的外形设计,通过运用直线、圆弧、曲面、编辑曲线、特征、曲面自由形状等相关命令对点云进行从点到线在到面的造型设计,整个设计流程遵循所建构的曲面在保证光顺平滑的前提下尽量过点,保证面与面之间的连续性关系与实物尽可能一致,在生成实体后对存在尖锐的棱边进行圆角处理,并特别着重产品的细节部分的造型,使得所设计成型后的产品与扫描前的实物吻合度大大提高!关键词:逆向造型设计; 关节臂激光扫描仪;Imagewear12.1;UG NX6.0;1、点云处理1.1调坐标(1)打开Imagewear12.1软件进将
3、文件导入,将鼠标移到产品点云上单击右键并点击【圈选点】按钮,然后弹出【圈选点】工具条对没用的点云进行删除,将鼠标重新移到产品点云上单击右键并单击【点显示】按钮,弹出【点显示】工具条对点云进行稀释,如下图1-1所示。图1-1(2)将鼠标重新移到产品点云上单击右键并单击【交互模式点云截面】按钮,弹出【交互模式点云截面】工具条对点云进行截取截面,然后再单击【隐藏实面】按钮将点云下半部分隐藏,然后在将鼠标移动到剩余点云上单击右键并单击【交互模式点云截面】按钮,如下图1-2所示。图1-2(3)将鼠标移动到上步截取的点云上右键并单击【点云三角形网格化】按钮,如下图1-3所示。图1-3(4)按快捷键CTRL
4、+S将所有点云显示出来,然后在修改工具栏中单击【合并-点云】按钮,将上下两部份点云合并,如下图1-4所示。图1-4(5)将鼠标移动到上步合并的点云上右键并单击【点云三角形网格化】按钮,如下图1-5所示。图1-5(6)单击【图层管理器】按钮将工作坐标系显示出来,然后在创建工具条中单击【平面-中心/法向】按钮创建如下图1-6所示。图1-6(6)在修改工具条中单击【定位-最佳拟合】按钮,将移动对象和来源对象选为第(3)步截取的平面,目的对象则为上步所创建的平面,如下图1-7所示。图1-7(7)在修改工具条中单击【定位-坐标系重新建对齐】按钮,如下图1-8所示。图1-8(8)按F1将试图摆正,然后单击
5、创建工具条中的【结构线-无限直线】按钮创建水平和垂直的直线,在单击修改工具条中【对象位置-旋转】和【对象位置-移动】按钮将点云转动到最合适位置,如下图1-9所示。图1-9(9)在创建工具条中单击【3D曲线-3D】按钮,绘制产品点云左方部分的边缘直线,绘制好后右键单击【编辑曲线】对所绘曲线进行编辑,编辑好后将鼠标移动到点云外右键并单击【镜像显示】按钮,将曲线镜像到右边点云,然后再对点云进行【旋转】和【移动】,将点云调至最佳位置,如下图1-10所示。图1-10(10)在修改工具条中单击【对象位置-镜像】按钮,将点云以X轴为对称轴进行镜像,查看两个点云贴合效果,效果显示贴合度良好,如图1-11所示。
6、图1-111.2截分点云(1)将鼠标移动到点云上右键并点击【点显示】按钮,将点云以点的形式显示,然后在点云上右键并【平行点云截面】按钮,对点云进行X、Y、Z方向截取,如下图1-12所示。图1-12(2)将鼠标移动到点云上右键然后点击【交互模式点云截面】按钮,对瓶子的把手部分进行细节划分,如下图1-13。图1-13(3)将鼠标移动到点云上右键然后点击【交互模式点云截面】按钮,对点云进行X方向坐标原点处截取一个截面,方便于后续曲面造型,如下图1-14所示。点击文件工具条中的【另存为】按钮,以JT格式可见形式保存文件。图1-142、曲面造型(1)打开UN NX6.0程序找到上步保存的JT格式文件打开
7、,在文件工具条中点击【保存】将文件以PRT格式保存,在格式工具条中点击【移动至图层】按钮对不同颜色的点依次分层,如下图2-1所示。图2-1(2)在格式工具条中单击【图层设置】按钮设置只显示灰色图层的点,然后按F8将视图摆正。在曲线工具条中点击【样条】按钮绘制产品外轮廓线,然后在插入工具条中单击【设计特征-拉伸】按钮拉伸如下图2-2所示曲面,便于后续参考使用。图2-2(3)在格式工具条中单击【图层设置】按钮设置显示绿色图层的点,然后按F8将视图摆正。在曲线工具条中点击【基本曲线】按钮绘制出瓶盖上的两个圆,在单击【拉伸】按钮拉伸出曲面,然后单击【拆分体】按钮将所拉伸的曲面沿XC-YC平面拆分,在点
8、击【移动至图层】按钮将没用曲面移动到256层。如下图2-3所示。图2-3(4)在格式工具条中单击【图层设置】按钮设置显示所有的点,单击【基本曲线】按钮绘制出瓶盖顶部的部分曲线,然后单击【扫掠】按钮根据绘制的曲线扫列出曲面,然后单击【修剪的片体】按钮将扫掠的曲面和上面(3)所做曲面进行修剪,最后单击【面倒圆】按钮对曲面进行边倒圆,如下图2-4所示。图2-4(5)在分析工具条中单击【测量距离】按钮测量出瓶盖第一个外圆所到下个外圆转角处的距离,然后单击【在面上偏置曲线】按钮将第一个外圆在所在面上偏置测量的距离,最后单击【修剪的片体】按钮根据所偏置曲线为边线对所在曲面进行修剪,第二个外圆的步骤同上,结
9、果如下图2-5所示。图2-5(6)单击【移动到图层】按钮将上面所画曲线移动到256层。单击【样条】按钮根据上步修剪的曲面两旁的点绘制出曲线,在单击【通过曲线网格】按钮绘制出如下图2-6所示曲面。图2-6(7)单击【移动到图层】按钮将上面所画曲线移动到256层。单击【图层设置】显示所有的点,单击【基本曲线】按钮根据通过瓶盖第二个圆所在面的点绘制出辅助曲线,在通过单击【样条】按钮绘制出通过各点的曲线,然后单击【修剪的片体】按钮根据曲线对所在面进行修剪,如下图2-7所示。图2-7(8)单击【移动到图层】按钮将上面所画曲线移动到256层。在曲线工具条中单击【平面】按钮创建相关的辅助平面,然后单击【截面
10、】按钮根据所建平面对第(2)步所建曲面创建截面曲线,在点击【样条】按钮根据点和所截曲线绘制出曲线,如下图2-8所示。图2-8(9)单击【平面】按钮根据三点依次创建平面,单击【截面】按钮将上步所画线跟瓶盖第二个圆所在平面截出点和曲线,然后点击【样条】按钮根据截出的点和曲线以及同个方向上的点绘制出样条曲线,瓶盖转角部分另加控制线方法同上,最后单击【通过曲线网格】按钮根据所画曲线和第(8)步所画曲线创建曲面,如下图2-9所示.图2-9(10)单击【移动到图层】按钮将上面所画曲线和平面移动到256层。在单击【平面】按钮根据同一方向上的三个点依次创建Y轴方向上的平面,然后单击【截面】按钮截取第(2)所建
11、曲面上的截面曲线,并通过点击【样条】按钮创建样条曲线,如下图2-10所示。图2-10(11)单击【平面】按钮根据同一方向上的三个点依次创建X轴方向上的平面,然后单击【截面】按钮截取出第(2)所建曲面上的截面曲线和上一步所建曲线上的点,单击【样条】按钮根据所截取的曲线和点绘制出样条曲线,最后单击【通过曲线网格】按钮根据所画曲线和上步所画样条曲线创建出网格曲线,如下图2-11所示。图2-11(12)单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到256层。单击【平面】按钮根据同一方向上的三个点依次创建X轴方向上的平面,然后单击【截面】按钮截取出第(2)所建曲面上的截面曲线和上一步所建曲面上的
12、截面曲线,在根据同一方向上的点绘制出样条曲线,如下图2-12所示。图2-12(13)单击【通过曲线网格】按钮根据上步所画曲线和现有曲面的边缘曲线创建出网格曲线,如下图2-13所示。图2-13(14)单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到256层。单击【曲面上的曲线】按钮画出上步所建曲面上的曲线,然后单击【修剪的片体】按钮按所画曲线为边界对曲面进行修剪,按上面创建样条曲线的步骤创建构建网格曲面的曲线,然后单击【通过曲线网格】按钮创建出如下图2-14所示的曲面。图2-14(15)单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到256层。在产品另一侧的曲面网格创建步骤跟(14)
13、步一样,其结果如下图2-15所示。图2-15(16)单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到256层。单击【图层设置】按钮只显示红色的点,然后点击【图层设置】按钮根据把手部分的点绘制出样条曲线,在单击【拉伸】按钮沿Z轴方向拉伸出曲面,在单击【拆分体】按钮将所拉伸的曲面在XOY平面进行拆分,如下图2-16所示。图2-16(17)单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到256层。在单击【平面】按钮分别根据灰色和绿色的点创建平面,然后单击【截面】按钮利用所建平面截取出上步和第(2)步所建曲面上的曲线,在单击【样条】按钮以所截取的曲线为起点根据所在方向上的点创建样条曲线,如
14、下图2-17所示。图2-17(18)单击【通过曲线网格】按钮根据上步所绘制的曲线创建曲面网格,注意各曲面的相切关系,如下图2-18所示。图2-18(19)单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到256层。单击【图层设置】按钮显示红色和绿色的点,然后点击【平面】按钮根据同一方向上的三点创建平面,在点击【截面】按钮截取出面上的曲线和曲线上的点,最后点击【样条】按钮根据所截取的线和点绘制样条曲线,如下图2-19。图2-19(20)单击【通过曲线网格】按钮根据上步所绘制的曲线和边缘曲线创建网格曲面,如下图2-20所示。图2-20(21)单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到256层。单击【曲面上的曲线】按钮绘制出辅助曲线,然后单击【修剪的片体】按钮根据绘制的曲线修剪出需要的片体,在根据上步所绘制辅助曲线的步骤绘制出样条曲线,最后单击【通过曲线网格】按钮根据所绘制的曲线和边缘曲线创建出网格曲面,如下图2-21所示。图2-21(22)单击【曲面上的曲线】按钮在产品把手部分的面上绘制出曲线,在单击【修剪的片体】按钮对曲面进行修剪,然后再单击【通过曲线网格】根据修剪后的曲面边界创建出网