基于点云数据的复杂型面实体建模研究

文章针对复杂型面产品的特点,从工业产品设计的实际应用出发,提出将正向设计的尺寸和定位关系设计方法和逆向设计的复杂曲面设计方法有效结合起来,基于点云数据实现产品的实体模型重建。以摩托车覆盖件为例,利用逆向工程软件从点云数据中提取和重构特征曲线与曲面,然后将这些几何元素信息在正向设计系统中结合特征建模方法创建整体三维CAD模型。     

结构化比对算法研究及软件实现

对补丁比对技术中的结构化比对经典算法进行了分析和改进,并在此基础上实现了一个结构化比对工具软件. 与经典算法的区别在于,本文算法通过对签名相似程度的强弱进行量化达到函数配对的目的,从而解决了经典算法中签名一致性和唯一性之间的矛盾问题. 在此基础上,设计并实现了一款结构化比对工具——NBD(NCNIPC binary differ). 实际测试中NBD相对于已有工具软件,在函数配对的准确性方面取得了更好的成绩,从而证明了改进算法的优越性.     

逆向工程技术

逆向工程已成为消化、吸收先进技术,实现新产品快速开发的重要技术手段。本文介绍了逆向工程的概念、技术流程、测量系统、常用软件和应用。     

逆向工程在产品设计中的应用

逆向工程作为一种现代设计方法能迅速地缩短产品设计的时间,增强企业在市场中的竞争力。它在产品设计中的具体步骤有:产品分析,数据采样,数据分析,数据修复,CAD模型重建。     

凸轮高级阶段的逆向设计

针对凸轮的特征,使用Geomagic逆向软件的锐化向导来还原模型的棱角特征,使用平面截面来修剪三角形,创建基准以及对平面、圆柱面的拟合。最终生成一个封闭的、平滑的多边形模型。在拟合NUBRS曲面时使用指定尖角轮廓避免出现倒圆角。实现了凸轮由实物到点云、再由点云到三维模型的快速逆向设计。     

利用自组织特征映射神经网络实现数据分区

自组织特征映射神经网络(SOFM)可以实现无监督的特征聚类。利用SOFM实现逆向工程中的数据分区,通过改进SOFM网络初始权值方法以及引进能量函数控制迭代次数,提高SOFM的分区效率。利用SOFM方法实现数据分区具有较强的容错性能,对测量数据点无任何要求,可以是任意散乱数据点。实例运行结果验证了此方法的可行性。     

快速逆向工程系统及其关键技术

本文论述了快速逆向工程的系统框架及其关键技术，系统集成是逆向工程的核心，关键技术是其支撑。简要阐述了逆向工程的基本内涵及其工作过程；构建了快速逆向工程系统结构框架；重点分析了快速逆向工程的关键技术-快速仿形测量、曲面重构与快速原型技术；最后对快速逆向工程中存在的问题进行了讨论。     

UGNX2.O环境下工业产品的逆向工程设计

逆向工程在当今工业产品设计过程中得到越来越广泛的应用。逆向工程是一种从模型对象表面获得的点云数据出发，使设计者能在计算机内生成一个已存在模型实物的替代品的技术。介绍了在UGNX2．0环境下进行工业产品逆向工程设计过程中的具体方法，并以实例的形式阐述了该过程的关键技术。     

基于逆向工程技术的车灯零件重构

采用接触式CMM测量设备和激光扫描设备相结合的方法,对车灯零件的自由曲面进行了数字化测量。用UG反求软件分析了测量数据由点生成线再生成曲面的处理方法,利用各种曲面编辑操作重构了复杂曲面模型。得到数字模型后,可以更便利进行后期的CAD和CAM。本文在介绍逆向工程原理和方法的基础上,用车灯零件的重构实例验证了该方法的可行性,满足实际设计需要,并缩短了产品的开发周期和开发费用。     

基于逆向工程和三维打印的齿轮设计

针对目前齿轮产品种类多,参数不一,有的齿面经过修型,齿轮齿面的建模计算量大建模复杂的问题,本文以一种齿轮为例,首先对其进行三维扫描获得齿轮齿面的数据,采用逆向建模的方法构建齿轮的三维模型,对所建立的三维模型进行设计改进,最后应用快速成型技术制造样品。实例过程与结果表明,通过采用逆向工程获取三维模型,通过CAD/CAM改进三维模型,通过3D打印应用于曲面复杂的齿轮的开发,能有效地缩短齿轮开发周期、提高设计生产效率,为齿轮产品开发提供了新途径。