逆向工程教案.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,逆向工程,1/56,逆向工程:,简单讲就是对现有实物一个反求。,就这种思维方法而言，是思维先于实体、实体用于反证思维逆向逻辑形式，国际称之为逆向工程。,它主要包含三方面:形状反求,工艺反求,材料反求 实施逆向工程目标是为了更加好地实现产品设计并行工程。增加产品设计一次成功率，从而缩短周期，降低成本，降低风险，提升质量，增强企业竞争力。,2/56,逆向工程定义,逆向工程顾名思义，就是反其道而行，针对一现有样品,利用3数字化测量仪器准确、快速地将其轮廓坐标量得,并进行三维曲面重构,编辑修改后,传至普通/系统,再由产生刀具加工路径送至加工设备制作所需模具,或者送到快速成型机()将样品制作出来。,3/56,逆向工程流程,4/56,应用范围,逆向工程应用领域相当广泛，有模具制造业、玩具业、游戏业、电子业、鞋业、高尔夫球业、艺术业、医学工程及产品造型设计等方面。,5/56,整车,保险杠,车门,引擎盖,汽车座椅,汽车工业,6/56,3C产品,CPU风扇,手机,掌上电脑,键盘,7/56,运动用具、鞋类,运动头盔,高尔夫球头,楦头,鞋底,8/56,医学,Hand Hand-bone,9/56,Head Teeth,10/56,消费性产品研发普通过程,因为加工设备不停创新,新工艺往往导至产品外形多样化与个性化!,11/56,在形状逆向过程中惯用设备,高精度台式三坐标,主要用于精密零配件反求,便携,精密,大型,超大型工件,柔性,便携,速度,速度,精密,大型工件,12/56,逆向工程主流软件,1.点云处理软件,Geomagic,Polyworks,Rapidform,2.高阶曲面,Imageware,i-deas.,3.设计软件,Pro/e,Ug,Catia,solidworks,4.逆向工程经常塔配软件,Imageware+UG,Imageware+pro/e,Geomagic+UG/pro/e,Catia.,13/56,逆向造型常见问题,1、拿到工件后无从下手,-不了解系统造型流程,2、得到点云后无从下手,-对曲面结构不了解,3、Part数据非常庞大,-没有统一思绪，做到哪儿是哪儿,4、Part数据非常混乱,-没有统一规划,5、缺乏技巧性,14/56,整体,建模,思绪,1、特征(Feature)分解,分析零件形状特点，然后把它隔离成几个主要特征区域，,接着对每个区域再进行粗线条分解，,及至在脑子里有一个总,体建模思绪以及一个粗略特征图，同时要区分出难点、,轻易出问题地方。,2、基础特征_根特征(Base Feature)设计,作出零件毛坯形状。,3、详细设计(利用Form Feature:+/-Materials),先粗后细_先作粗略形状，再逐步细化；,先大后小_先作大尺寸形状，再完成局部细化；,先外后里_先作外表面形状，再细化内部形状,。,4、细节设计(利用Feature Operation),倒圆角、斜角，各类孔系，各类沟槽,15/56,曲面造型学习方法,1.应学习必要基础知识，包含自由曲线（曲面）结构原理。这对正确地了解软件功效和造型思绪是十分主要，所谓“磨刀不误砍柴功”。不能正确了解也就不能正确使用曲面造型功效，必定给日后造型工作留下隐患，使学习过程出现重复。其实，曲面造型所需要基础知识并没有些人们所想象那么难，只要掌握了正确方法，普通都能了解.,2.,要针对性地学习软件功效。这包含两方面意思：一是学习功效切忌贪多，一个CAD/CAM软件中各种功效复杂多样，初学者往往陷入其中不能自拔。其实在实际工作中能用得上只占其中很小一部分，完全没有必要求全。对于一些难得一用功效，即使学了也轻易忘记，徒然浪费时间；另首先，对于必要、惯用功效应重点学习，真正领会其基本原理和应用方法，做到融会贯通,.,16/56,曲面造型学习方法,3.重点学习造型基本思绪。造型技术关键是造型思绪，而不在于软件功效本身。大多数CAD/CAM软件基本功效大同小异，要在短时间内学会这些功效操作并不难，但面对实际产品时却又感到无从下手，这是许多自学者经常碰到问题。这就好比学射击，其关键技术其实并不在于对某一型号枪械操作一样。只要真正掌握了造型思绪和技巧，不论使用何种CAD/CAM软件都能成为造型高手4.,应培养严谨工作作风，切忌在造型学习和工作中“跟着感觉走”，在造型每一步骤都应有充分依据，不能凭感觉和猜测进行，不然贻害无穷。,17/56,逆向工程-接触式测头,优势：,测量精度高。,配合测量软件能快速检测工件面、孔、锥等几何形状。,对被测物体外型、颜色、反光情况没有要求。,缺点：,逐点测量，速度较慢，耗时较长。,扫描方式为线扫描，需要多条扫描程序。,塑料件、橡胶件、薄壁件等类型工件在测量时会出现变形。,18/56,逆向工程-非接触式扫描,优势：,采点速率高，能获取大量点云。,有一定景深，配合片区式扫描，使得编程简单。,塑料件、橡胶件、薄壁件等工件不受影响。,缺点：,精度比触发式测量要低。,19/56,PC-DMIS中扫描,开放路径扫描（OPEN LINE SCAN）,闭合路径扫描（CLOSE LINE SCAN）,片区扫描（PATCH SCAN）,转台扫描（ROTATED SCAN）,截面扫描（SECTION SCAN）,导入CAD模型后有效,周长扫描（PER SCAN）,导入CAD模型后有效,UV 扫描（UV SCAN）,导入CAD模型后有效,20/56,逆向工程-扫描测头赔偿,当前，在PCDMIS当中，曲线赔偿是采取二维平面赔偿法，即扫描曲线测头半径赔偿只能在某个平面内进行；,该平面即是扫描对话框中，起始矢量剖面矢量控制；,在使用曲线扫描时，必须注意该扫描剖面设置是否正确。,对于曲面扫描，PCDMIS采取类似屡次样条计算模型来计算每个扫描点矢量赔偿方向，所以，曲面扫描中每个点赔偿方向是依据相邻点坐标计算出来；,所以，在使用曲面扫描时，行数必须大于3行，才能确保测头赔偿矢量正确性；,PCDMIS也同时设置了取消测头赔偿选项，需要时，能够取消测头赔偿，只输出测头球心坐标值，然后利用造型软件中类似偏置功效进行测头再赔偿,工件,扫描截面线,剖面矢量,21/56,逆向工程-终止特征类型,PC-DMIS使用特征元素控制扫描终止，当测针经过终止元素一定次数时，扫描停顿。,用来控制扫描停顿位置特征能够是以下特征任意一个：,点（球）,由位置、矢量、半径、经过次数 定义；,平面,由位置、法矢方向、经过次数定义；且该平面为无限大，没有边界平面；,圆柱,由位置、矢量、直径、经过次数定义。,1,2,D,1,2,D,1,2,D,22/56,逆向工程-扫描终止经过次数,当测头中心经过终止特征表面时，经过次数累加器将会自动加1次。,假如终止特征为圆或者点，扫描起始位置和终止位置相同时，当测头离开起始点时，就算经过1次；,点特征终止,经过1,经过2,面特征终止,控制面特征,终止面特征,经过1,经过2,23/56,逆向工程-曲面分区及边界,例 1.曲面扫描边界最少由4个点定义。,点1为起始点；,点2为方向点；,点3为第一条扫描线终止点；,点4为边界终止点；,系统从点1到点2开始扫描；,整个扫描全部扫描线和第一条线平行；,起一直止平面将由点3到4和点1到4创建；,24/56,逆向工程-曲面分区及边界,例 2.,曲面扫描边界由5个点定义。,点1为起始点；,点2为方向点；,点3为第一条扫描线终止点；,点4为过分边界点；,点5为边界终止点；,系统从点1到点2开始扫描；,整个扫描全部扫描线均平行于第一条线；,起一直止平面将由点3到4和点1到5创建,；,25/56,逆向工程-曲面分区及边界,例 3.边界点先后次序，应在扫描前给予考虑，应该选择适当边界点次序，不然就会丢失片区；,按照图1和图2设置进行扫描，均能够完成扫描。,按照图3进行扫描，会出现数据丢失。,26/56,速度、密度对扫描结果影响,Scan speed 0.5 mm/s,Scan offset 0.2 mm,Normal Parameter,Scan speed 1 mm/s,Scan offset 0.2 mm,Normal Parameter,Scan speed 2 mm/s,Scan offset 0.2 mm,Normal Parameter,Scan Speed 0.5 mm/s,Scan Offset 0.4 mm,Normal Parameters,Scan Speed 1.0 mm/s,Scan Offset 0.4 mm,Normal Parameters,Scan Speed 2.0 mm/s,Scan Offset 0.4 mm,Normal Parameters,Stylus 1X51 mm,27/56,怎样采集点云,在采集点云时,我们首先要了解工件用途,设计目标,来划分不一样区域,对于功效部分我们要明确其配合位置,怎样配合,要实现某种功效,对于重视表面质量区域,我们要对面组成进行了解.,28/56,怎样采集点云,在扫描工件时,我们对工件总体组成要有所了解,做到有放失,尽可能花最少时间得到最有效点云,29/56,对于尺寸要求很高地方我们要仔细考虑赔偿对其尺寸影响.,注:,设计软件里能够以曲面方式对整个面进行偏置处理.,校准测针后有效测针赔偿半径是多少?,怎样采集点云,30/56,怎样采集点云,经过设计软件统一偏置,准确得到复杂形状,是否比你想象要简单呢?,31/56,工件曲面组成,如右图,这个工件实际上是由四张曲面加一个旋转体组成.,大叶片正反面,小叶片正反面,中间一个旋转体,32/56,工件曲面组成,仔细分析工件曲面组成,是你测绘前必做过程,33/56,工件曲面组成,没有目标测绘将会给设计人员带来迷惑,34/56,案例 1,1.点云取得.,2.点云提取,3.线组成,4.面组成.,5.工程图输出,35/56,相对坐标系与绝对坐标系,在设计软件中为了设计方便永许你建立多个相对坐标系,同时也允许你有零件坐标系与组件坐标系.在输出CAD时普通没有特指话都是输出工件绝对坐标系.,是否拥有适当坐标系对你在设计过程中也很有帮助,如拔模分析,投影,等,36/56,曲线,37/56,曲线,38/56,曲线组成与分析,因为曲线是组成曲面过程中关健元素,所以曲线质量是至关主要!普通来讲曲线越光顺那么其曲率梳越流畅,39/56,曲线组成与分析,为了得到光顺曲线我们能够用圆弧加圆弧桥接方式来取得!,直接由选点方式组成样条线,由两段圆弧桥接而成一条样条线,缺点:组成实体后无法在工程图中标注,40/56,曲线等级,41/56,曲线-边界限,边界限是逆向建模中非常主要一部分,它影响着配合,影响着分模,42/56,曲线-边界限,边界曲线构建漂亮是否直接关系到,两组立工件装配间隙及装配后美观(实例),43/56,曲面,曲面U向与V向,它与坐标系无任何关系,只与生成曲面曲线相关,它决定曲线形成曲面轨迹,44/56,曲面,曲线节点与曲面形成时关系,45/56,曲面,在构建曲面时我们能够试着换不一样对齐方式来取得最正确效果,参数对齐,弧长对齐,46/56,曲面,经过曲面分析,我们能够了解你构建曲面质量,1.相交 2.相切 3.曲率连续,47/56,曲面-分模面,在注塑与压注成型产品中,分模面决定了你模具对开情况,影响着产品外观!也影响模架选择,48/56,拔模平面,拔模角,拔模平面决定工件脱模方向,假如在注塑或压注时产品拔模角过少,将会影响工件脱模,或顶出时会把工件给顶坏,49/56,建模过程小技巧,1.先构大面,尽可能做到最大.,50/56,建模过程小技巧,2,.对于复杂曲面尽可能用非参方式建模.,51/56,建模过程小技巧,3)倒圆角时,1、先大后小,2、先少后多,3、同类型边一起倒,4、先支路后干路,52/56,建模过程小技巧,4.先难后易,53/56,建模过程小技巧,5,.消失面用桥接,54/56,建模过程小技巧,5.圆角倒不过切四边,55/56,建模过程小技巧,6.最小半径常分析,56/56,