自动检测技术及应用第2版梁森112检测课件第十一章节,第6节2013319章节幻灯片.ppt

计算机逆向工程软件 由于鞋楦是自由曲面，每段轮廓可利用数学曲线表达，程序中含有起点、终点、圆心坐标等信息。采样点越密集，数据量就越大，加工出来的产品就越光滑。因此多由数字化逆向工程系统软件根据数学方程自动进行数据“密化”（插补）。 目前已有专用的计算机辅助测量、处理软件，常用的逆向工程软件有：EDS公司的Imageware、Raindrop公司的Geomagic Studio、DELCAM公司的CopyCAD、INUS公司的RapidForm、上海的DELPHI等。如果要生成实体模型，可导入UG、PRO/E等软件进行进一步的处理。 鞋楦三维造型图 鞋楦三维造型图 CNC数控鞋楦读数机性能参数(HD-CNC-DSJ) CNC数控鞋楦机外形 WCLJ230性能参数 项 目 性 能 参 数 最高扫描速度/r/min 大于45 r/min 仿形轮直径/mm Φ84 线性分辨率/mm 0.01～0.001 角度分辨率/゜ 0.036～0.001 整机尺寸/mm 1200×700×1300 整机重量/kg ≤200 整机功率/ kW 1 价格优势 约为进口的40％ 鞋楦CAD/CAM软件--数学建模、加工数据生成 获得极坐标数据：极径传感器如果采用直线光栅，鞋楦旋转轴（C轴）传感器采用光电编码器，如右图，可以直接获得极角和极径增量数据，但光栅的阻力较大，影响扫描速度，所以可改用高分辨力的光电编码器 。 可以看出，X轴光电编码器获得的是转角增量△a ，而不是极径增量△r，此时C轴传感器得到的也不是极角增量数据 左图用蓝线和红线分别表示鞋楦转过一个角度的前后不同位置。 生成文件后的数控加工 三、逆向设计的误差分析 1）按项目的技术指标，鞋楦旋转一圈共采集1000～2000点数据，每点的三维数据处理时间小于1ms。在进行高速数据扫描时，在鞋楦截面半径变化大的位置极易因“丢点”产生误差。 2）采用仿形轮所获得的数据实际上是在螺旋极坐标系中仿形轮中心点O的轨迹数据，其轨迹是一条空间螺旋极坐标系下的复杂空间曲线，并非鞋楦实际表面点的数据。由于仿形轮与鞋楦的接触点（即切点）也不总是落在仿形轮的最大圆截面上，所以必须经过专门的数学转换，由仿形轮中心点数据反求仿形轮与鞋楦自由曲面的切点，才能得到所需的鞋楦真实表面点极坐标数据，产生转换误差不可避免。目前各研究单位已提出多种仿形轮心轨迹点和鞋楦表面切点之间的数学转换方法。 转角α与极径rA、rB之间的关系 3）如果测量鞋楦极径的X轴传感器采用直线光栅或磁栅，可直接得到仿形轮心的直线位移x的数据，x＝rA-r B。但如果采用光电角编码器，测得的只是光电角编码器测臂的转角α。 rA、rB－鞋楦极径 θ－鞋楦的C轴角位移 α－角编码器测得的角度 x－鞋楦表面A点到B的极径差 四、利用逆向设计技术完成 其他物体的逆向设计 请在建立三维扫描数字逆向制造的概念之后，完成其他诸如模具、玩具、车身、大型文物等物体的逆向设计、加工。 三轴高速激光扫描振镜 的三维扫描 雕像、汽车外形三维激光扫描 对乐山大佛进行三维激光扫描得到三维文件 对建筑物扫描得到精确的三维模型 建筑物的三维模型 五、项目参考文献链接见： 深圳华朗科技有限公司 三维测量系统 石道渝，王希，等 数控刻楦机及鞋桓CM技术 百度百科 CAM 搜搜百科 数据密化插补 百度百科 逆向工程软件 张系强 常用工业设计软件 休 息 一 下 回目录 尚辅网 / 机电类《自动检测技术》第十一章（第6节）多媒体课件统一书号：ISBN 978-7-111-40710-2课程配套网站或 2013年1月版 第十一章工程项目设计实例——鞋楦机的数字化逆向制造 （参考福州大学机械工程及自动化学院资料） 逆向制造或逆向工程 (Reverse engineering,RE),是对产品设计过程的一种描述。正向工程就是先设计图样，然后按图样加工出产品实物，而逆向工程是按照现有实物模型，通过三维扫描等方法，进行逆向软件处理和CAD重新建模的过程。 一、项目综述 近十年来，中国制鞋业在全球制鞋业中一跃升为全球最大的鞋类生产国和出口国，这就对制作鞋子的模型——鞋楦的制造提出了更高的要求。 传统鞋楦机加工多采用机械靠模仿形加工的原理方法，效率较低，而且较难建立有关鞋楦形状和尺寸等方面的计算机数据，母楦实物的存放还要占用大量空间。 目前已研制出各种数控鞋楦机，它首先采用数字化逆向制造技术，对母楦模型进行三维扫描后，形成母楦数据文件，然后再经过数据处理软件，对母楦数据进行旋转、缩放、样条插值和表面光顺等数学处理，就可以形成各种尺码的鞋楦加工数据文件，送到数控刻楦机中加