e-works数字化企业网  »  文章频道  »  先进制造技术  »  逆向工程

基于Geomagic Studio 11.0的工业电阻线圈逆向工程设计

2016/3/1    来源:思美创    作者:王三立  黄浩  范亮      
关键字:逆向工程技术  Geomagic Studio  电阻线圈  关节臂测量机  曲面重构  
本文介绍了逆向工程技术的含义和基本流程以及Geomagic Studio 11.0软件的功能特点。并以电阻线圈为设计对象,利用INFINITE 2.0关节臂测量系统采集电阻线圈的点云数据,然后利用Geomagic Studio软件进行点云处理和模型重建,最终得到真实精确的三维仿真模型。

0 引言

    近年来,逆向工程技术在机械设计领域中得到了广泛的应用,越来越多产品的异性曲面采用逆向工程技术快速完成数字建模,加快了新产品的更新换代,提高了外观的新颖性、复杂性及制造精度,降低了产品研制开发的周期和成本。逆向工程技术的出现改变了传统产品设计开发模式,成为现代企业开发新产品的重要设计手段。本文将以工业电阻线圈为例,通过逆向工程技术与Geomagic Studio 11.0软件的后处理和三维模型重建来完成电阻线圈的数字化三维建模,以满足精密工业测量和产品研发的需要,并大大缩短了建模时间,提高了建模效率。

1 逆向工程技术介绍

    逆向工程技术(Reverse Engineering,RE),是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量,根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程。采用逆向工程的设计方法主要是为了借鉴现有产品的设计思想,进行再次开发及设计。在此过程中,可以通过软件工具来研究现有产品的设计思想,提高产品设计的速度与质量,进而缩短产品研发周期,增强企业竞争力。

    逆向工程技术通常的基本流程是:首先使用精密测量仪器对实体样件原型进行三维坐标数据的采集,得到表面几何点云数据;然后通过逆向设计软件将采集到的数据进行去噪、简化、补缺、平滑等预处理;紧接着要对测量数据进行分割分块处理(被测量的实体模型通常是由多个曲面构成),再进行曲面拟合;最后在曲面模型的基础上可进一步建立基于BR(Boundary Representation)结构的产品CAD模型。

逆向工程技术的基本工作流程图

图1 逆向工程技术的基本工作流程图

2 Geomagic Studio 11.0软件简介及独特功能

    Geomagic Studio 11.0软件由美国3D Systems公司出品的逆向工程应用软件。相对于以往的Geomagic系列软件来说,Geomagic Studio 11.0版本对多方面进行了改进, 包括菜单与界面的优化、多边形阶段功能的改进与算法的优化以及Fashion 模块的功能与算法的提升,并配备了新的模型参数化转换器。新增加的网格医生命令适合于实体模型数据复杂和十分糟糕的情况;新增的切线填充类型,使得操作有更强的控制和灵活性,并可将极其复杂的孔洞迅速填充;新增网格半经分析功能,可自动分析并预览连接区域倒圆角大小。尤其在拟合主曲面之间的连接倒圆角区域时,可以预先设置轮廓线延伸与否,来确保以尖角或者圆角的方式拟合等等。
    本次课题就是运用该软件对扫描所得的电阻线圈点云进行完美的多边形模型和网格的创建,以及NURBS曲面的自动转换和边角拟合等新功能的实现,大大缩短了建模时间,提高了建模效率。

3 模型分析

    为提高逆向工程重建产品数模的二次设计能力,需理解实物原型的设计意图及造型方法,并基于测量数据进行原始设计参数还原,以便对其进行参数化设计,从中发现规律,重建与原始设计意图一致的产品数字化模型进行新产品开发。因此,在进行曲面的测量和造型之前,必须对曲面进行分析,划分曲面的类型并对曲面进行适当分块,从而为后续的曲面测量和造型做准备。电阻线圈主要有一系列规则的筒环圈、导线槽、柱状中轴以及若干铆钉等构成。

电阻线圈的实物样件模型图

图2 电阻线圈的实物样件模型图

INFINITE 2.0七轴关节臂测量机

图3 INFINITE 2.0七轴关节臂测量机

责任编辑:程玥
本文为授权转载文章,任何人未经原授权方同意,不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用,e-works不承担由此而产生的任何法律责任! 如有异议请及时告之,以便进行及时处理。联系方式:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐