[發明專利]一種基于PRO/E的逆向工程數字化模型重構方法

無效

• 申請號: 201310290002.4
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103631982A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 王集思;何森;田愛華
• 申請（專利權）人: 吉林化工學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于PRO/E的逆向工程數字化模型重構方法，并以創建鼠標實體模型為例進行說明。

背景技術

隨著工業技術的不斷提升，產品需求的多樣化、復雜化以及產品生命周期的日益縮短，如何在最短時間內將產品設計與制造完成，以掌握市場先機，成為工業界的重要課題。然而并非所有的產品均有設計圖，其設計過程可能十分煩雜且無法產生3D?CAD數據。為了克服這些問題，逆向工程技術應運而生。

逆向工程的具體流程如下：首先利用?3D?數字化測量儀測得現有樣品或模型的輪廓坐標值，再通過建構曲面、編輯、修改后，傳至CAD/CAM?系統，然后經?CAM?所產生刀具的?NC?加工路徑送到CNC?加工機或快速成型機（Rapid?Prototyping）制作出樣品的模具或模型，最后利用快速模具技術進行小量多樣的翻制。

Pro/Engineer操作軟件是美國參數技術公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件，在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位。Pro/Engineer是建立在統一基層上的數據庫上，一旦工程詳圖有改變，NC（數控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反應在整個三維模型上。這一優點，使得設計更優化，成品質量更高，產品能更好地推向市場，價格也更便宜。

發明內容

本發明提出的是一種基于PRO/E的逆向工程數字化模型重構方法，并以創建鼠標實體模型為例進行說明，有效地縮短了產品的設計周期，提高了產品的精度。該方法的步驟如下：1、獲取表面點數據；2、對測量數據進行預處理；3、曲線擬合；4、曲面構建；5、曲面編輯；6、曲面檢測；7、三維曲面建立；8、應用pro/Engineer4.0創建鼠標的的實體模型。本發明采取的方案為：

獲取表面點數據：

點數據采用非接觸激光掃描儀測量鼠標表面的方式獲得。

測量數據預處理：

測量數據的預處理包括：測量數據的拼合、噪聲點清除、坐標校正、截面數據點獲取、數據點重新取樣、截面數據點重新排序等步驟。

曲線擬合：

通過設定控制點數目和曲線平滑值，軟件自動進行曲線擬合。

曲面構建：

以前面生成的曲線為基礎即可構建出舉升曲面。

曲面編輯：

通過調整曲面的控制點或直接調整曲面的網格加以編輯，使曲面平滑。

曲面檢測：

利用曲率可分析了解曲面光順狀況，評估曲面品質好壞。

三維曲面建立：

將建好的曲面存為IGES格式，轉入CAD/CAM一體化軟件進一步編輯曲面模型。

創建鼠標實體模型：

在pro/Engineer4.0中打開之前已經在Surfacer10中處理好的鼠標頂部和底部掃描文件，進行實體化。在pro/Engineer中創建組件，插入鼠標頂部，再插入鼠標底部進行組裝。

附圖說明

圖1是本發明基于PRO/E的逆向工程數字化模型重構方法的流程示意圖。?

圖2是激光掃描儀測量鼠標的外形數據圖。

圖3是整合的點數據模型圖。

圖4是刪除周圍噪聲點圖。

圖5是校正后的點云圖。

圖6是點云截面圖。

圖7是點云數據修補前后對比圖。

圖8是點資料重新排序圖。

圖9是曲線擬合圖。

圖10是構建舉升曲面圖。

圖11是調整曲面圖。

圖12是完整的曲面圖。

圖13是利用高斯曲率檢測曲面光順性圖。

圖14是IDEAS軟件讀入IGES格式的曲面模型圖。

圖15是三維實體模型圖。

具體實施方式

獲取表面點數據：

點數據采用非接觸激光掃描儀測量鼠標表面的方式獲得，如圖2所示。

測量數據預處理：

測量數據的預處理包括：測量數據的拼合、噪聲點清除、坐標校正、截面數據點獲取、數據點重新取樣、截面數據點重新排序等步驟，以下是將數據導入Surfacer10軟件完成此項工作的過程。

（1）點數據的拼合

采用標志點的坐標校正方法，由三個標志點的測量資料決定坐標轉換關系，將兩次測量資料的坐標系統轉為一致。該法使用三個標志點為坐標轉換的依據，測量對象需粘貼三個標志點，并同時掃描，采用Atos測量儀自帶的軟件進行點數據的拼合，拼合后的點云模型如圖3所示。

（2）噪聲點清除