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1、 毕业设计（论文）题目： 酸奶桶的反求造型研究系 别 航空与机械工程系 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化班 级 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 酸奶桶的反求造型研究摘 要：本文提出如何利用UG和surfacer软件进行模具逆向设计的问题，这一问题的提出基于以下原因:1.在三坐标测量机上能够快速精确的测量到大量的已有产品的表面坐标值。2.在专用的点处理软件surfacer上能够较精确的将测的的点拟合成曲线和曲面。3.在UG软件上能够复原产品实体，以及进一步反求模具的逆向设计和制造一体化。点云数据预处理和曲线曲面重构是逆向工程模具设计中的关键技术，虽然UG软件具有强大的曲线曲面造型功
2、能，但是点云数据预处理的功能相当薄弱。为此本文以surfacer作为中间软件，完成点云数据的预处理，提高了在UG软件上进行逆向工程的效率和精度。本文主要研究的工作如下:1.探讨三坐标测量的多种方法和目前国内外的发展现状。2.点云排序方法的研究，初步建立点云之间的拓扑关系，使点云具有一定的完整性，并去除噪声点。3.利用surfacer开发工具完成点云排序与精简和点云曲线曲面拟合，并实现了拟合曲面在UG界面上的显示。4.以UG的曲面处理和实体建模作为工具软件复原实体和反求模具。关键词:逆向工程, 点云处理, surfacer 指导老师签名： Reverse yougurt shape of a b
3、arrelABSTRACT： This paper presents how to use UG and surfacer software on the reversing design of the mold problem, the issue raised for the following reasons: 1. In the CMM we can be able to quickly and accurately measuring a large number of products already on the surface coordinates. 2. Points in
4、 a dedicated software surfacer can be easily handled more accurate will be adjacent to the point of curves and surfaces. 3. UG software products to be able to recover entities, and to further reverse the reverse die design and manufacturing integration. Point cloud data and pretreatment of surface r
5、econstruction is the reverse engineering of key technologies, while UG software has powerful features of surface modeling, but the point cloud data pre-processing functions quite weak. Surfacer to this paper as an intermediary software, the completion point cloud data preprocessing, the increase in
6、the UG reverse engineering software on the efficiency and accuracy. This paper on the work are as follows: 1.The CMM on a variety of methods and the development of the status at home and abroad. 2.Point cloud sort of way, the initial establishment of point cloud relations between the topology, to a
7、certain point cloud the integrity and remove noise points. 3.Surfacer use development tools to sort and the completion point-to streamline and point-fitting curves and surfaces, and to achieve a fitting surface interface displayed on the UG. 4.UG to the surface processing and modeling software as a
8、tool for physical rehabilitation and reverse model. KEY WORDS: Reverse engineering, Point cloud processing, Surface Signature of Supervisor： III目 录摘 要（I）ABSTRACT（II）目 录（1）前 言（1）1 绪论（3）1.1 逆向工程概述（3）1.2 逆向工程及模具设计的发展现状（6）1.3 本文研究的内容和意义（8）1.3.1 研究内容（8）1.3.2 研究意义（8）2 产品表面坐标的测量（9）2.1 测量方法分析（9）2.1.1 接触式测量（
9、10）2.1.2 非接触式测量（10）2.2 测量设备的发展（10）2.2.1 坐标测量机的最新发展（11）2.3 ATOS扫描仪数据点测量原理（11）2.4 点云数据的获取（11）3 点数据的预处理（12）3.1 surfacer软件介绍（12）3.2 点云数据预处理1（13）3.2.1 数据平滑（13）3.2.2 数据过滤（13）3.2.3 数据分块和数据融合（13）3.2.4 数据优化（14）3.2.5 点云拼合（14）3.3 曲线重构的原理（14）3.4 曲面重构的原理（15）4 Surfacer软件重构曲面2（17）4.1 点云数据处理（17）4.1.1 数据点的导入（17）4.1.
10、2 噪声点处理（18）4.2 曲线创建（18）4.3 曲面创建（20）5 UG反求实体及模具（21）5.1 UG软件简介（21）5.2 UG复原实体设计过程（21）6 UG注塑模具设计（29）结 论（36）参考文献（37）致 谢（38）2南昌航空大学科技学院学士学位论文前 言逆向工程(Reverse Engineering，RE)，也称为反求工程、反向工程、三坐标点测绘、抄数等。是指在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，按照现有零件的模型(产品原型或油泥模型)，利用各种数字化技术及CAD技术重新构造CAD模型而克隆或创造实物产品的过程。作为一种新产品开发和消化、吸收先进技
11、术的重要手段，逆向工程技术结合UG软件的强大功能改变了传统产品设计开发模式，大大缩短了产品开发的时间周期，提高产品研发的成功率，尤其对那些形状复杂的产品更为有效。逆向工程为新产品的开发提供了技术支持，使得企业在市场上的竞争力大大提高。本文通过瓶的注塑模具的设计，说明应用逆向工程技术和三维设计软件在逆向产品的研发中的流程。本次设计根据逆向工程的技术流程，应用AT0S三维扫描仪对工件瓶体进行扫描获取样件表面“点云”数据；使用逆向工程专业软件Surfacer处理测量获得的散乱“点云”数据，并拟合曲线及曲面，进行相应的编辑修改等，使之达到精度要求；并在UG软件中进行产品完整曲面模型的生成以及实体化，最
12、后生成不规则外形曲面的全部特征并得到完整产品零件模型后再生成注塑模具。结果表明，利用逆向工程技术进行产品快速逆向设计是有效的、可行的。而且此方法可以大大提高模具设计效率，降低产品开发成本。本文根据逆向模具设计的流程，分四个模块重点介绍逆向模具设计的过程，并结合工件实例介绍逆向模具设计的方法、操作、技巧以及应用，本说明书共分6章，具体内容安排如下。第1章作为绪论，介绍逆向工程的概述，目前发展状况，以及本文的研究内容和意义。通过本章的学习可以对逆向工程做一个大体的了解。第2章介绍产品表面坐标的测量，逆向工程的基础就是完整的点云数据，通过本章可以了解点云数据的测量方法以及所用测量设备的发展。以及重点
13、介绍本次所用测量设备ATOS扫描仪的结构及工作原理。第3章介绍点云的处理方法，包括点云的对齐定位，噪声点的去除，数据的平顺和优化。介绍曲线重构和曲面重构的原理。第4章介绍surfacer软件常用功能命令，结合实例介绍点数据处理，曲线拟合，曲面重建的具体操作方法。第5章对UG软件做简单介绍并利用UG实体建模模块结合实例介绍曲面抽够实体的具体方法。第6章介绍UG软件的Moldwizard 4.0注塑模具向导模块，并详细介绍生成工件注塑模具的具体方法。本次设计说明书结合Surfacer和UG的优势重构过渡面，Sufracer在点云数据处理、曲线构建和曲面构建有较强的优势，但在UG中生成过渡面的效果明
14、显要好一些，本文结合Surfacer和UG三维造形和设计处理软件，根据优势互补原则实现曲面重构，在控制精度的前题下，使最后输出的曲面模型很好的满足了设计要求构建出比较光滑的过渡面。填补在UG和Sufracer中均可构建，但通常都会出现明显接痕或过渡不自然等现象，此设计方法必将推动模具事业的进一步发展。本设计说明书在各位来时的指导些独立完成，在此对提供帮助的所有人表示感谢。1南昌航空大学科技学院学士学位论文1 绪论1.1 逆向工程概述21世纪的设计和制造不但要面向集成化智能化标准化柔性化而且要实现并行化、分布化、网络化、虚拟化，而这一切的基础是信息的数字化。完成设计信息数字化建模的计算机辅助设计
15、(CAD)作为一项重要的单元技术发挥着基础与核心的作用。可以说，随着参数化特征造型技术的发展，目前一般的用于正向设计的机械CADC/AM得到了很好的解决。但在许多特殊领域，利用普通的造型手段往往难以很好的解决问题，因而迫切需要造型方法、设计手段的丰富和发展。例如，在汽车工业，新车型的外形设计仍然经常要制作全尺寸的木质或薪土模型，因为要在二维的尺寸大大缩小了的计算机屏幕上完成这样高要求的三维复杂外形设计是非常困难的。当实物模型制作好以后，就需要根据实物建立其数字化模型。模具快速制造、三维服装设计、玩具设计、电影特技动画制作、艺术制作、动植物模拟、医疗诊断、人体器官复制、地理地形测量与数字化再现等也都给设计和造型手段提出了新的课题和挑
