基于Geomagic Design X的模型構建

韓海玲

(遼寧省交通高等?？茖W校機械電子工程系，遼寧 沈陽 110122)

逆向工程為獲取復雜產品外觀的信息提供了強有力的手段，為在創新產品縮短了時間，節省了生產成本，被廣泛應用于航空、航天、醫療、文物、工業設計等領域[1-3]。逆向工程主要包括五部分：數據采集、數據處理、逆向建模、模型創新和樣件制造。數據采集是利用三維掃描儀獲取數據，數據處理是通過軟件Geomagic Wrap完成數據的處理，逆向建模是基于軟件Geomagic Design X進行建模，模型創新是利用三維軟件UG等實現模型的創新，樣件制造是通過增材制造方式或者機械加工方式來完成。本文重點介紹逆向建模，即建立模型以及模型數據和點云數據的偏差分析。

1 劃分領域組

采用三維掃描儀VTOP200t進行數據的采集，一般產品外觀是黑色的，需要噴涂顯影劑；想掃描完整的產品數據，需要進行多次拍攝圖片，就要在產品表面貼上標記點，利用標記點掃描儀自動進行數據的拼接。利用軟件Geomagic Wrap對點云數據進行處理，由于掃描系統和環境的影響，采集到的數據大多從幾萬到幾百萬以上，需要對數據的冗余點、錯誤點和噪聲點進行處理，處理之后的數據保存為.stl格式，導入到軟件Geomagic Design X中進行逆向建模，自動劃分領域組如圖1所示，從圖中可以看出根據曲率將面片用顏色分割。

圖1 劃分領域組

2 模型實體

利用面片草圖命令，選取垂直于底部桶型結構的基準面作為草繪面，拖拽截面選取最清晰輪廓面，得到點云數據輪廓面的截面為粉色線條，根據粉色線條繪制符合所需要的線條，此線條是藍色線，確定草繪圖的藍色輪廓的尺寸和約束，將藍色輪廓線旋轉出底部的圓形。再進入面片草圖，繪制槽的外形，5%的斜度拉伸剪切出圓形底部的一個齒形結構，通過圓形陣列命令，將底部所有的齒形結構陣列出來。

進入面片草圖命令，繪制上部圓柱的輪廓，拉伸出圓柱。再進入面片草圖命令，在該功能里可以移動切面的位置，將3列n型凸起呈現在一個草圖上(中間一列的兩個n型凸起是一個凸起切出來的2個)，繪制出上部的3列n型凸起，然后利用拉伸剪切功能切出來最頂端的4個n型凸起。

再進入面片草圖命令，繪制圓形外側的L型結構草圖，拉伸得到結構，通過剪切拉伸出來兩個環形結構中間的槽，再通過倒圓角命令得到外邊的圓環結構，這樣點云數據的建模就完成了。

3 偏差分析

利用軟件體偏差分析功能，偏差選擇±0.1mm，在許可偏差內的數據都將被顯示為綠色，如圖2所示可以看出幾乎都是綠色區域[4]。如果不在許可偏差范圍內，可以將該位置的結構修改到許可偏差范圍內，滿足零件的精度要求。

圖2 偏差分析

4 結論

在建模過程中，通過旋轉實體、拉伸實體、拉伸剪切實體、圓形陣列和倒圓角命令來完成，最后利用體偏差分析命令檢測建模實體是否在設定的偏差范圍內，提高了建模數據的可靠性。