三维测量与逆向工程实训报告

三维测量与逆向工程实训报告题目：洗衣液瓶子逆向造型设计系别：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师：职称：题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发112011年11月10日√桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告1摘要大学四年即将结束，实训正是检验我们四年学习成绩的时刻。这次的逆向设计产品为洗衣液的瓶子，首先通过关节臂激光扫描仪对产品实物进行外形扫描，扫描得到点云后进行初步的稀释处理后以Imageware格式转到Imageware12.1软件内，在Imageware12.1软件内调整工件坐标系和X、Y、Z三个方向进行点云的分割，调整好后再以JT格式可见形式转到UGNX6.0软件内进行产品的外形设计，通过运用直线、圆弧、曲面、编辑曲线、特征、曲面自由形状等相关命令对点云进行从点到线在到面的造型设计，整个设计流程遵循所建构的曲面在保证光顺平滑的前提下尽量过点，保证面与面之间的连续性关系与实物尽可能一致，在生成实体后对存在尖锐的棱边进行圆角处理，并特别着重产品的细节部分的造型，使得所设计成型后的产品与扫描前的实物吻合度大大提高！！关键词：逆向造型设计;关节臂激光扫描仪；Imagewear12.1；UGNX6.0；桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告21、点云处理1.1调坐标（1）打开Imagewear12.1软件进将文件导入，将鼠标移到产品点云上单击右键并点击【圈选点】按钮，然后弹出【圈选点】工具条对没用的点云进行删除，将鼠标重新移到产品点云上单击右键并单击【点显示】按钮，弹出【点显示】工具条对点云进行稀释，如下图1-1所示。图1-1（2）将鼠标重新移到产品点云上单击右键并单击【交互模式点云截面】按钮，弹出【交互模式点云截面】工具条对点云进行截取截面，然后再单击【隐藏实面】按钮将点云下半部分隐藏，然后在将鼠标移动到剩余点云上单击右键并单击【交互模式点云截面】按钮，如下图1-2所示。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告3图1-2（3）将鼠标移动到上步截取的点云上右键并单击【点云三角形网格化】按钮，如下图1-3所示。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告4图1-3（4）按快捷键CTRL+S将所有点云显示出来，然后在修改工具栏中单击【合并-点云】按钮，将上下两部份点云合并，如下图1-4所示。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告5图1-4（5）将鼠标移动到上步合并的点云上右键并单击【点云三角形网格化】按钮，如下图1-5所示。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告6图1-5（6）单击【图层管理器】按钮将工作坐标系显示出来，然后在创建工具条中单击【平面-中心/法向】按钮创建如下图1-6所示。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告7图1-6（6）在修改工具条中单击【定位-最佳拟合】按钮，将移动对象和来源对象选为第（3）步截取的平面，目的对象则为上步所创建的平面，如下图1-7所示。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告8图1-7（7）在修改工具条中单击【定位-坐标系重新建对齐】按钮，如下图1-8所示。图1-8（8）按F1将试图摆正，然后单击创建工具条中的【结构线-无限直线】按钮创建水平和垂直的直线，在单击修改工具条中【对象位置-旋转】和【对象位置-移动】按钮将点云转动到最合适位置，如下图1-9所示。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告9图1-9（9）在创建工具条中单击【3D曲线-3D】按钮，绘制产品点云左方部分的边缘直线，绘制好后右键单击【编辑曲线】对所绘曲线进行编辑，编辑好后将鼠标移动到点云外右键并单击【镜像显示】按钮，将曲线镜像到右边点云，然后再对点云进行【旋转】和【移动】，将点云调至最佳位置，如下图1-10所示。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告10图1-10（10）在修改工具条中单击【对象位置-镜像】按钮，将点云以X轴为对称轴进行镜像，查看两个点云贴合效果，效果显示贴合度良好，如图1-11所示。图1-111.2截分点云（1）将鼠标移动到点云上右键并点击【点显示】按钮，将点云以点的形式显示，然后在点云上右键并【平行点云截面】按钮，对点云进行X、Y、Z方向截取，如下图1-12所示。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告11图1-12（2）将鼠标移动到点云上右键然后点击【交互模式点云截面】按钮，对瓶子的把手部分进行细节划分，如下图1-13。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告12图1-13（3）将鼠标移动到点云上右键然后点击【交互模式点云截面】按钮，对点云进行X方向坐标原点处截取一个截面，方便于后续曲面造型，如下图1-14所示。点击文件工具条中的【另存为】按钮，以JT格式可见形式保存文件。图1-14桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告132、曲面造型（1）打开UNNX6.0程序找到上步保存的JT格式文件打开，在文件工具条中点击【保存】将文件以PRT格式保存，在格式工具条中点击【移动至图层】按钮对不同颜色的点依次分层，如下图2-1所示。图2-1（2）在格式工具条中单击【图层设置】按钮设置只显示灰色图层的点，然后按F8将视图摆正。在曲线工具条中点击【样条】按钮绘制产品外轮廓线，然后在插入工具条中单击【设计特征-拉伸】按钮拉伸如下图2-2所示曲面，便于后续参考使用。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告14图2-2（3）在格式工具条中单击【图层设置】按钮设置显示绿色图层的点，然后按F8将视图摆正。在曲线工具条中点击【基本曲线】按钮绘制出瓶盖上的两个圆，在单击【拉伸】按钮拉伸出曲面，然后单击【拆分体】按钮将所拉伸的曲面沿XC-YC平面拆分，在点击【移动至图层】按钮将没用曲面移动到256层。如下图2-3所示。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告15图2-3（4）在格式工具条中单击【图层设置】按钮设置显示所有的点，单击【基本曲线】按钮绘制出瓶盖顶部的部分曲线，然后单击【扫掠】按钮根据绘制的曲线扫列出曲面，然后单击【修剪的片体】按钮将扫掠的曲面和上面（3）所做曲面进行修剪，最后单击【面倒圆】按钮对曲面进行边倒圆，如下图2-4所示。图2-4（5）在分析工具条中单击【测量距离】按钮测量出瓶盖第一个外圆所到下个外圆转角处的距离，然后单击【在面上偏置曲线】按钮将第一个外圆在所在面上偏置测量的距离，最后单击【修剪的片体】按钮根据所偏置曲线为边线对所在曲面进行修剪，第二个外圆的步骤同上，结果如下图2-5所示。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告16图2-5（6）单击【移动到图层】按钮将上面所画曲线移动到256层。单击【样条】按钮根据上步修剪的曲面两旁的点绘制出曲线，在单击【通过曲线网格】按钮绘制出如下图2-6所示曲面。图2-6桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告17（7）单击【移动到图层】按钮将上面所画曲线移动到256层。单击【图层设置】显示所有的点，单击【基本曲线】按钮根据通过瓶盖第二个圆所在面的点绘制出辅助曲线，在通过单击【样条】按钮绘制出通过各点的曲线，然后单击【修剪的片体】按钮根据曲线对所在面进行修剪，如下图2-7所示。图2-7（8）单击【移动到图层】按钮将上面所画曲线移动到256层。在曲线工具条中单击【平面】按钮创建相关的辅助平面，然后单击【截面】按钮根据所建平面对第（2）步所建曲面创建截面曲线，在点击【样条】按钮根据点和所截曲线绘制出曲线，如下图2-8所示。图2-8桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告18（9）单击【平面】按钮根据三点依次创建平面，单击【截面】按钮将上步所画线跟瓶盖第二个圆所在平面截出点和曲线，然后点击【样条】按钮根据截出的点和曲线以及同个方向上的点绘制出样条曲线，瓶盖转角部分另加控制线方法同上，最后单击【通过曲线网格】按钮根据所画曲线和第（8）步所画曲线创建曲面，如下图2-9所示.图2-9（10）单击【移动到图层】按钮将上面所画曲线和平面移动到256层。在单击【平面】按钮根据同一方向上的三个点依次创建Y轴方向上的平面，然后单击【截面】按钮截取第（2）所建曲面上的截面曲线，并通过点击【样条】按钮创建样条曲线，如下图2-10所示。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告19图2-10（11）单击【平面】按钮根据同一方向上的三个点依次创建X轴方向上的平面，然后单击【截面】按钮截取出第（2）所建曲面上的截面曲线和上一步所建曲线上的点，单击【样条】按钮根据所截取的曲线和点绘制出样条曲线，最后单击【通过曲线网格】按钮根据所画曲线和上步所画样条曲线创建出网格曲线，如下图2-11所示。图2-11桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告20（12）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到256层。单击【平面】按钮根据同一方向上的三个点依次创建X轴方向上的平面,然后单击【截面】按钮截取出第（2）所建曲面上的截面曲线和上一步所建曲面上的截面曲线，在根据同一方向上的点绘制出样条曲线，如下图2-12所示。图2-12（13）单击【通过曲线网格】按钮根据上步所画曲线和现有曲面的边缘曲线创建出网格曲线，如下图2-13所示。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告21图2-13（14）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到256层。单击【曲面上的曲线】按钮画出上步所建曲面上的曲线，然后单击【修剪的片体】按钮按所画曲线为边界对曲面进行修剪，按上面创建样条曲线的步骤创建构建网格曲面的曲线，然后单击【通过曲线网格】按钮创建出如下图2-14所示的曲面。图2-14（15）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到256层。在产品另一侧的曲面网格创建步骤跟（14）步一样，其结果如下图2-15所示。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告22图2-15（16）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到256层。单击【图层设置】按钮只显示红色的点，然后点击【图层设置】按钮根据把手部分的点绘制出样条曲线，在单击【拉伸】按钮沿Z轴方向拉伸出曲面，在单击【拆分体】按钮将所拉伸的曲面在XOY平面进行拆分，如下图2-16所示。图2-16（17）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到256层。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告23在单击【平面】按钮分别根据灰色和绿色的点创建平面，然后单击【截面】按钮利用所建平面截取出上步和第（2）步所建曲面上的曲线，在单击【样条】按钮以所截取的曲线为起点根据所在方向上的点创建样条曲线，如下图2-17所示。图2-17（18）单击【通过曲线网格】按钮根据上步所绘制的曲线创建曲面网格，注意各曲面的相切关系，如下图2-18所示。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告24图2-18（19）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到256层。单击【图层设置】按钮显示红色和绿色的点，然后点击【平面】按钮根据同一方向上的三点创建平面，在点击【截面】按钮截取出面上的曲线和曲线上的点，最后点击【样条】按钮根据所截取的线和点绘制样条曲线，如下图2-19。图2-19（20）单击【通过曲线网格】按钮根据上步所绘制的曲线和边缘曲线创建网格曲面，如下图2-20所示。桂林电子科技大学信息科技学院机电工程系逆向工程技术实训报告25图2-20（21）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到256层。单击【曲面上的曲线】按钮绘制出辅助曲线，然后单击【修剪的片体】按钮根据绘制的曲线修剪出需要的片体，在根据上步所绘制辅助曲线的步骤绘制出样条曲线，最后单击【通过曲线网格】按