本文關(guān)鍵詞：基于逆向工程與快速成型的輪胎花紋塊模具制造技術(shù)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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三維掃描儀的逆向制造技術(shù)

2016-03-23 09:58:37  字體：     

摘　要：【摘要】 本文以電話(huà)模型為載體，詳細(xì)闡述了基于Win3DD-L三維掃描儀的逆向設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，以及整個(gè)逆向設(shè)計(jì)與制造的具體過(guò)程和流程，并且通過(guò)對(duì)電話(huà)模型的逆向設(shè)計(jì)與制造實(shí)例過(guò)程，提出了一種全新的逆向設(shè)計(jì)制造的過(guò)程，以及保證逆向設(shè)計(jì)精度的幾點(diǎn)建議和注

關(guān)鍵詞：制造技術(shù)論文

　　【摘要】本文以電話(huà)模型為載體，詳細(xì)闡述了基于Win3DD-L三維掃描儀的逆向設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，以及整個(gè)逆向設(shè)計(jì)與制造的具體過(guò)程和流程，并且通過(guò)對(duì)電話(huà)模型的逆向設(shè)計(jì)與制造實(shí)例過(guò)程，提出了一種全新的逆向設(shè)計(jì)制造的過(guò)程，以及保證逆向設(shè)計(jì)精度的幾點(diǎn)建議和注意事項(xiàng)，驗(yàn)證了該方法和措施的正確性和可行性。

　　【關(guān)鍵詞】三維掃描儀；GeomagicDesignGeomagicStudio逆向；技術(shù)

　　1前言

　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，，工業(yè)產(chǎn)品本身對(duì)其設(shè)計(jì)與制造過(guò)程和效率的要求也越來(lái)越高，因此，逆向工程技術(shù)的運(yùn)用也就越來(lái)越廣泛。尤其是在模具制造行業(yè)、汽車(chē)制造行業(yè)、產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)與修復(fù)等方面，逆向工程技術(shù)顯得更為突出。所以，對(duì)基于Win3DD-L三維掃描儀的逆向設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的研究是一個(gè)重要的課題。逆向過(guò)程是一個(gè)從產(chǎn)品到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造過(guò)程，對(duì)于基于Win3DD-L三維掃描儀的逆向設(shè)計(jì)與制造過(guò)程就是利用Win3DD-L三維掃描儀，首先對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行其點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集；然后再把得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行去除噪音雜點(diǎn)、統(tǒng)一采用等處理，進(jìn)行三維數(shù)字化建模；再利用UG加工進(jìn)行模擬加工軌跡和編寫(xiě)程序；最后利用數(shù)控銑床把產(chǎn)品加工出來(lái)。

　　2點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集

　　對(duì)電話(huà)模型進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)的采集。首先對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，分析其結(jié)構(gòu)特征及外形特征，考慮該零部件在三維掃描過(guò)程中顯像情況；然后對(duì)電話(huà)模型的表面進(jìn)行顯影處理（即進(jìn)行噴粉處理），噴粉要十分均勻，顏色不能太深，有特征的地方粉不能過(guò)厚；之后進(jìn)行貼點(diǎn)工作，根據(jù)貼點(diǎn)的原則，電話(huà)模型的貼點(diǎn)如圖1所示。零部件貼完標(biāo)志點(diǎn)后，應(yīng)運(yùn)三維掃描儀對(duì)該零部件進(jìn)行三維掃描，獲得其點(diǎn)云數(shù)據(jù)，如圖2所示。在掃描的過(guò)程中，應(yīng)該先掃描定位標(biāo)點(diǎn)，之后再對(duì)工件進(jìn)行掃描，這樣有利于工件正反面的拼接，能有效的保證掃描數(shù)據(jù)的精度。

　　3點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理

　　對(duì)電話(huà)模型進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)的后處理。點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理過(guò)程是一個(gè)非常重要的過(guò)程，因?yàn)閷?duì)于整個(gè)電話(huà)模型的后期的建模和數(shù)控加工都是建立在點(diǎn)云數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上。首先，將通過(guò)掃描儀采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入GeomagicStudio軟件中，然后對(duì)掃描的初始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行減少噪音、刪除體外孤點(diǎn)、統(tǒng)一采樣等處理，最終初始點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理結(jié)果如圖3所示。然后，要將處理完的點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化從片體數(shù)據(jù)，即，要對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，封裝成三角面片，此時(shí)電話(huà)模型就從點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成了三角面片。之后再對(duì)三角面片進(jìn)行強(qiáng)度優(yōu)化、孔填補(bǔ)、刪除釘狀物等處理，最終導(dǎo)出igs的點(diǎn)云文件，如圖4所示。

　　4電話(huà)模型的三維數(shù)字化建模

　　三維數(shù)字化建模是逆向工程技術(shù)過(guò)程中最為關(guān)鍵的一部分，它把三角面片轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)特征實(shí)體，得到最終可以加工的數(shù)學(xué)模型。不同的建模方法、不同的建模過(guò)程所得到的數(shù)學(xué)模型的精度也會(huì)完全不同，首先要選擇適當(dāng)?shù)姆椒ń⒐ぜ淖鴺?biāo)系，優(yōu)先選擇特征最明顯的面或體建立工件坐標(biāo)系。其次，仔細(xì)分析該零部件的結(jié)構(gòu)特征，找出分型線(xiàn)或者基準(zhǔn)面，先從整體特征做起，最后再一一完善局部特征。電話(huà)模型的三維數(shù)字化建模。把得到的igs文件導(dǎo)入到GeomagicDesign軟件中，利用該三維建模軟件對(duì)電話(huà)模型進(jìn)行三維數(shù)字化建模。首先導(dǎo)入該igs文件，選擇基準(zhǔn)平面，建立模型的坐標(biāo)系，然后在三角面片的基礎(chǔ)上先對(duì)電話(huà)模型的整體特征進(jìn)行建模，然后再完善其它所有的曲面特征，最終生成電話(huà)模型的三維數(shù)學(xué)模型，如圖5所示。

　　5機(jī)床加工

　　機(jī)床是把三維數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的工具，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)學(xué)模型的加工過(guò)程。為了降低加工成本以及驗(yàn)證加工方法的可行性，首先對(duì)建立好的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬仿真加工，模擬出實(shí)際加工時(shí)的刀軌軌跡，仔細(xì)檢查加工時(shí)的刀軌軌跡路線(xiàn)，以保證和提高零部件的加工效率。首先利用UG10.0的加工模塊，對(duì)電話(huà)模型進(jìn)行刀軌軌跡模擬加工并進(jìn)行后處理程序編程。導(dǎo)入三維數(shù)學(xué)模型，該模型需要正反面加工，應(yīng)用型腔輪廓銑的方法先對(duì)工件的正面進(jìn)行粗加工、后進(jìn)行精加工、然后半精加工、再精加工、最后進(jìn)行清根處理，之后再對(duì)工件反面進(jìn)行粗加工、進(jìn)行精加工、然后半精加工、再精加工、最后進(jìn)行清根處理，其加工軌跡如圖6所示。最終的模擬加工效果圖如圖7所示。之后根據(jù)生成的工件加工軌跡，程序進(jìn)行后處理，生成該零件的加工程序，然后將該程序?qū)氲絏K713型數(shù)控機(jī)床中，對(duì)電話(huà)模型進(jìn)行機(jī)床加工，最后加工完成的效果圖如圖8所示。

　　6結(jié)語(yǔ)

　　本文主要闡述分析了基于Win3DD-L三維掃描儀的逆向設(shè)計(jì)與制造過(guò)程，以電話(huà)模型的逆向設(shè)計(jì)制造過(guò)程為實(shí)例，詳細(xì)闡述了一種新的逆向設(shè)計(jì)制造思路和方法，并驗(yàn)證了該思路和方法的正確性和可行性。這種先利用三維掃描采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)；然后再處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行三維建模；之后再應(yīng)運(yùn)UG對(duì)其進(jìn)行加工程序的編程；最后再利用數(shù)控銑床加工出實(shí)際產(chǎn)品的從虛擬到實(shí)際的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是大大地縮短了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，具有一定的研究意義。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[4]蔡闖,成思源,楊雪榮,張湘?zhèn)?基于GeomagicDesignDirect的截面特征提取與逆向建模[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2015.

　　[5]趙毅,王明輝.基于GeomagicStudio的汽車(chē)連桿鍛件逆向建模技術(shù)[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化,2007(10).

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