逆向工程 鞋楦.docx

PAGE PAGE 21 重庆理工大学 逆向工程技术实训 说明书 设计题目： 鞋楦指导老师：XXXXX 姓 专 名： 业： 德尔 机械设计 学 号： 1100402xxxx 学 院： 机械工程学院 中 国 重 庆 2013 年 11 月 前 言 关于逆向工程技术实训： 逆向工程技术与传统的产品正向设计方法不同。它是根据已经存在的产品或零件原型，重新构造产品或零件的三维模型，在此基础上对已有产品进行剖析、理解和改进，是对已有设计的再设计。在整个逆向工程中，产品三维几何模型的 CAD 重建是最关键的，最复杂的环节。因为只有获得了产品的 CAD 模型，才能够在此基础上进行后续产品的加工制造、快速成型制造、虚拟仿真制造、产品的再设计等。逆向工程技术涉及计算机图形学、计算机图像处理、微分几何、概率统计学科，是CAD 领域最活跃的分支之一。 逆向工程软件部分品牌有Imageware、ICEM、CopyCAD、Rapid Form 等，本此实训我们利用 Imageware 软件对产品进行分析、处理。通过逆向工程技术的实训，可以对本软件更加的熟悉并运用，以达 到专业技术的初步水平。可以使我们在课堂上的学习与实际的运用 相结合，获得在传统的课堂教育得不到的新能力，并且让我们能够 掌握整个逆向工程的过程，并且积累设计经验。通过实训过程，更 能够了解到自己在专业知识的不足，锻炼独立思考能力和提升团队 合作能力，同学们可以相互取长补短。真正意义上的实训有别与以 往的传统课堂教学模式，这种实训方式让我们不在一味的依赖老师， 而是利用各种方式独立解决问题；同时这种实训方式也让我们在实体建模过程中贯穿国际标准的使用规范，这些都为以后的实际运用及社会工作打下坚实的基础。 目录 第一节、设计题目 5 第二节、点云的处理 6 第三节、鞋楦底部的设计 7 第四节、腰帮的设计 13 第五节、前帮的设计 14 第六节、后帮的设计 15 第七节、楦头顶部的设计 16 第八节、边界曲线的处理 17 第九节、后处理 18 第十节、鞋楦理想设计最终结果 20 第十一节、参考文献 21 第一节、 设计题目鞋楦 第二节、 点云的处理 量测数据如果以点的形式来显示时，较不易判断对象的外观特征。所以，我们可以先将点群数据计算成三角网格格式。如果数据已是三角网格形式(STL格式)则可省略此项步骤。接下来利用Point Display 中的Ground Shaded 则可对点群着色，借着光 影于对象上的分布，可以较清楚的判断对象的外观形状。构建→三角形网格化→点云三角形网格化 第三节、鞋楦底部的设计 第三节、鞋楦底部的设计 首先，我们从楦头底面开始进行。要求出底面的轮廓线的方式 有很多种，如直接在点群上描绘3D 轮廓线(Create || 3D B- Spline)，但此种方式很难保证能把轮廓线描的非常准确，因为 是在空间上描绘曲线所以较不易控制曲线的形状。这里我们介绍一个较快速的方式，即是依点群曲率分布，取出曲率较小的范围，系统会根据此曲率分布自行计算出尖角位置的点群，使 用者可自行滤除出尖角点群以求得所需位置。构建→特征线→锐边/根据色彩抽取点云 由于以Sharp Edge 所找出之轮廓点群，因曲率变化之故，所以点群并不会很平顺，于是我们可利用smoothing 可将点群平顺化。平顺化的方式可以选择以平均方式(Average)。FilterSize 先以3 试试看，结果是否符合需求。如果不行则可再Apply 一次， 或是提高Filter Size，直到点群平顺为止。注意平顺的程度不能过大，以免点群偏离了原本的边界。 接下来要取出底部的点资料，我们可以直接以Circle-Select Points 来撷取底部点数据，或是利用上个步骤所求出的封闭曲线来取出底部点数据。以下是以封闭曲线去取出曲线内部之点 数据。 显示→点→移除点云颜色 以封闭曲线仍然无法完全的将底部与侧边数据分开，所以须利用CircleSelect Points 将底部数据撷取出来。虽然这个动作较麻烦，但以封闭曲线所取出的底部数据会较直接框选的数据要容易判读。 留下底部点数据，将其它其它数据先隐藏，直接依底部点数据 建构一个自由曲面。操作时自行判断曲面U、V 所需控制点数量， 判断方式可以想象U、V各须多少个Span，才能保持曲面的形 状，又不会太多而造成调整上的困难。依此笔点数据的状况， 我们的坐标系统可以选择卡式坐标系统。Fitting 的方向选择XY Plane，因为我们的点数据正好平行于XY 平面，且点群的形状 曲率变化较平缓，故以卡式坐标较佳。构建→由点云构建曲面→自由曲面 以Uniform 所建构出之曲面在其四个角落处，通常控制点的排列方式不会很整齐，常会出现反折的