基于PROE复杂曲面模型的逆向工程与制造最终文案文档.docVIP

目 录 1. 绪 论 2 1.1. 课题研究的提出与意义 2 1.1.1课题背景 2 1.1.2课题意义 3 1.2逆向工程特点和过程 4 1.2.1逆向工程的特点 4 1.3快速成型的技术原理、早期发展和特点功能 6 1.3.1快速成型原理 6 1.3.2快速成型工艺方法 7 1.4软件介绍 9 1.4.1 Imageware软件简介 9 1.4.2 Pro/Engineer软件逆向工程模块简介 10 2.逆向工程一般步骤 12 2.1实体三维数据的获得——扫描 12 2.2点云处理 12 2.3曲面重构 13 2.4实体建模 14 2.5 本次设计逆向方案的确定 15 2.6 本章小结 16 3.建立乌龟曲面具体步骤 17 3.1乌龟曲面逆向开发的流程 17 3.1.1数据获取和处理 17 3.1.2点云数据清理 17 3.1.3数据转化导出通用格式 18 3.2小平面特征 18 3.2.1造型前准备 19 3.2.2输入点云数据 19 3.2.3点云数据处理 20 3.2.4包络处理 22 3.2.5小平面处理 22 3.3重新造型 28 3.3.1修改数学属性 29 3.3.2修改曲面 31 3.3.3曲面重新构造 31 3.4实体化过程 33 3.5快速成型制造 34 3.6质量评估检测 35 3.7本章小结 36 4.总结 36 致 谢 38 参考文献 39 绪 论 课题研究的提出与意义 1.1.1课题背景 逆向工程技术是20世纪80年代初分别由3M公司、日本名古屋工业研究所以及美国UVP公司提出并研制开发成功的。 在国外，逆向工程越来越受到学术界和工业界的重视，目前逆向工程已经发展成CAD/CAM系统中的一个相对独立的研究分支。在数字化测量技术方面，测量方法各种各样，测量设备和精度日益提高。由英国Ferranti公司于20世纪50年代开始研制的三坐标测量机（coordinate measuring machine,CMM）,以及德国Zeiss公司于1973年推出的UMM500测量机已成为传统机械接触式测量方法的代表。 在曲面重构技术方面，也不断取得突破性进步。在20世纪70年代，Riesenfeld等人研究了非均匀B样条、Versprille完成了有理B样条曲线曲面的具体应用。随后，Piegl等人系统地探索了B样条曲线曲面的构造及其形状调整问题，并叙述了NURBS方法。20世纪初期开始对散乱数据插值进行研究，并在根据给定散乱数据点构造光滑曲面的理论和方法上取得了显著成就。1968年，Shepard研究了非规则分布数据的二维差值函数，给出了最小二乘法距离加权插值算法。1986年，Frain则提出了构造C连续三角Bernstein-Bezier曲面的方法。在商用软件方面，主要有美国Imageware公司的Surfacer10.5、Imageware、英国DelCam公司的CopyCAD等。而且在Pro/E、UG中也都发展出逆向模块。这些都对复杂曲面的反求工程提供合适的环境。在本课题中使用了Imageware软件，和Pro/E中的逆向模块。 在我国，复杂曲面反求技术是 20 世纪 90 年代后期才迅速发展和推广的。目前，已有一些高等学校和企业正致力于这方面的研究。华中科技大学开发了三维彩色扫描系统3DLCS95，于1995年获得了国家专利。在浙江大学、西北工业大学、南京航空航天大学、西安交通大学、清华大学、上海交通大学等也先后开展了复杂曲面反求工程 CAD 问题的研究。浙江大学研制开发了基于三角曲面初始表达的复杂曲面反求工程软件 RE-SOFT。此外，复杂曲面反求技术在我国企业也有一定的应用，如珠海模具中心、东风汽车公司、天津大学内燃机研究所、浙江大学和湖南大学等运用反求技术进行新产品的开发与研制。但在我国复杂曲面的逆向工程还处在初级阶段，所以不断进行研究具有重要意义。本课题就逆向工程的过程及其关键技术进行了研究。 1.1.2课题意义 逆向工程在我国对逆向工程技术的研究起步较晚，主要局限于一些大学和科研院所，其中浙江大学李永青教授、清华大学姜元庚，刘佩军等的研究是领先全国的，但是也有理论重滞后生产实际，与国外如火如荼的研究热相比明显的差距。传统的产品外形开发多是重新建模，使得设计周期长，而采用逆向工程进行外形的再设计可以缩短设计和改进的周期。所以逆向工程的意义不仅仅在于探索并掌握支持产品全生命周期设计、制造的关键技术，更体现在逆向反求的过程中接纳先进的设计思想和制造理念，进而实现理论和思想上的创新，这对于我国科技进步和制造业的发展具有十分重要的意义。 “引进、消化、吸收、创新”是被证明了的新产品快速开发的有效途径。通过反求工程的分析可以全面理解原型的设计思路，发现其优点和不足，增加反求设计产品及工程