一种耕耘铲的逆向设计
耕耘铲已经广泛地运用在农业耕种上，大大提高了耕地的效率。由于耕耘铲的零件曲面受力设计，很不规则造成耕耘铲不能通过一般机器制造。通过逆向工程，激光扫描，能有效准确的把零件实物制造出来。本文介绍了逆向工程的意义和发展趋势。指出逆向工程的研究意义，逆向工程技术是一种以先进产品的实物、样本零件等作为参照，运用现代设计方法学、生产工程学等等有关专业知识进行系统分析和研究，从而开发出同类的更加先进的产品的技术，并且已得到广泛应用。详细介绍了用Geomagic 软件处理耕耘铲零件曲面的过程，最终得到要求的曲面，并能进行下一步的加工。关键词 耕耘铲，逆向工程，现代设计法学目 录
1 引言 1
1．1课题的来源及设计难点1
1.2逆向工程的介绍2
1.3 逆向工程的优点2
1.4 三维激光扫描 2
2 数据采集工作及测量原理 2
2.1数据采集工作 2
2.2测量前的准备和方法 2
2.3耕耘铲零件点云数据的获取 4
3 Geomagic 数据处理7
3.1 Geomagic Studio软件介绍7
3.2点阶段处理 7
3.3多边形阶段处理 15
3.4形状阶段 30
结论 39
致谢 40
参考文献41
1 绪论
1 引言
在经济全球化的大环境下，国家、企业所面对的竞争也越发激烈，市场竞争体已经逐渐渗透到各个领域，伴随着科学技术的飞跃发展，科技成果的运用已经成为推动生产力的发展和社会进步的极其重要的措施。逆向工程技术目前发展很快，前景也很好。在国内和国外，包括许多航行空业、汽行车业、家用电器制造行业、以及其他玩具制造行业都得到不同程度的应用和推广。逆向工程可以在新零件的设计中应用，也可应用于已有零件的复制,还可以用于对损坏或者磨损零件的进行还原以及数字化模型的检测。
因为技术保密程度特别高，所以除非购买或者别人让给你，不然想要取得产品的图样、技术文档、工艺等等技术性材料的可能性很小，而产品真实物体作为商品和最终的消费品，是十分容易取得的一种“研究”的对象。当只有真实物
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
器制造行业、以及其他玩具制造行业都得到不同程度的应用和推广。逆向工程可以在新零件的设计中应用，也可应用于已有零件的复制,还可以用于对损坏或者磨损零件的进行还原以及数字化模型的检测。
因为技术保密程度特别高，所以除非购买或者别人让给你，不然想要取得产品的图样、技术文档、工艺等等技术性材料的可能性很小，而产品真实物体作为商品和最终的消费品，是十分容易取得的一种“研究”的对象。当只有真实物体的模型或者有产品的原型真实物体的模型条件下，可以以产品真实物体为基础用逆向工程对产品的零件采取生产并且制造，除了实现对原型的仿真制造外，还可以根据重新构造产品零件的 CAD的 模型，在探寻和了解原设计的基础上，实现对原型的修改与再设计，用来达到产品的更新、设计创新的目的。
本次的设计是通过使用法如关节臂激光扫描仪对耕耘铲的实物零件模型进行点云数据收集，测出耕耘铲零件的点云数据，根据这些点云数据用geomagic studio 软件进行处理，重新构建出耕耘铲零件的参数化曲面，由于耕耘铲的零件个数较多，耕耘铲的数据较为庞大且用逆向建模的方法不能完全构造出曲面，所以耕耘铲部分采用正反向工程相结合的方法来处理，以及使用Solidworks 软件来对耕耘铲进行实体建模，再通过和逆向工程完成的图形进行对比，将模型的误差控制在允许的范围内，最后用Solidworks 对耕耘铲进行装配和缝合。
1.1 课题的来源及设计的难点
来源：本次设计的物品为耕耘铲，课题来源于西班牙贝洛塔有限公司。
难点：（1）耕耘铲零件的布局不规则
（2）耕耘铲零件为复杂异形曲面，用普通方法无法测量
1.2 逆向工程的简介
逆向技术指的是，在没有真实物体的其他资料，图纸的前提条件下，对真实物体进行测量和分析，通过运用别的软件重新建造真实物体模型与构造复制出和原图相似的真实物体。 正向工程与逆向正向工程的差异在于，正向工程指的是依据正常的设计发展，从画草图开始，一步一步慢慢的建设出真实物体模型，是一个从没有到有的过程，但是逆向工程是先有了真实物体，然后通过别的措施变换成基本思路上的模型，再对这个模型进行总体的设计与改善，最后取得需要的真实物体。是一个从有到新的过程。
1.3 逆向工程的优点
逆向工程的优点体现在设计的周期短，技术的成熟，成本低并且承接性较好。
1.4 三维激光扫描
三维激光扫描指的是测量物体表面的形状的三维坐标数据，每个数据点都有相对
应的三维坐标数据，把所有测量的点集合在一起就可以获得所需要的点云数据，此数据就可以体现出实体的表面特点。
2 数据采集工作及测量原理
2.1 数据采集工作
三维数据的取得是逆向工程中最最重要的一步，只有完成这一步才可以对下面的实体建模于误差检测的工作开始进行，测量的数据的精度与建造模型的质量会受到数据的误差评估影响。
2.2 测量前的准备和方法
1.测量前第一步要选择缺点较少的零件进行测量。
2.要把测量的物品仔细观察，要熟悉零件的主要部位，保证采集过程中数据的有效性与正确性。
3.由于这次用来测量的仪器是法如关节臂测量仪，如下图 2-1 所示，测量前应该提前调好仪器的精度。
4.由于测量的要求，测量场地的光线要求较暗，不然的话会影响测量的效果与质量。
图2-1 法如关节臂测量仪 图2-2a 耕耘铲零件实物
图2-2b 耕耘铲零件实物 图2-2c 耕耘铲零件实物
图2-2d 耕耘铲零件实物 图2-2e 耕耘铲零件实物
2.3 耕耘铲零件点云数据的获取
用手拿着三维激光扫描仪器，对着被测实物进行扫描如图2-1，得到如图2-3，所示的点云数据，耕耘铲部分零件点云需要通过geomagic 重新注册为一片。
图2-3a
图2-3b
图2-3c
图2-3d
图2-3e
图2-3f
图2-3g
图2-3h
图2-3i
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/3502.html
1 引言 1
1．1课题的来源及设计难点1
1.2逆向工程的介绍2
1.3 逆向工程的优点2
1.4 三维激光扫描 2
2 数据采集工作及测量原理 2
2.1数据采集工作 2
2.2测量前的准备和方法 2
2.3耕耘铲零件点云数据的获取 4
3 Geomagic 数据处理7
3.1 Geomagic Studio软件介绍7
3.2点阶段处理 7
3.3多边形阶段处理 15
3.4形状阶段 30
结论 39
致谢 40
参考文献41
1 绪论
1 引言
在经济全球化的大环境下，国家、企业所面对的竞争也越发激烈，市场竞争体已经逐渐渗透到各个领域，伴随着科学技术的飞跃发展，科技成果的运用已经成为推动生产力的发展和社会进步的极其重要的措施。逆向工程技术目前发展很快，前景也很好。在国内和国外，包括许多航行空业、汽行车业、家用电器制造行业、以及其他玩具制造行业都得到不同程度的应用和推广。逆向工程可以在新零件的设计中应用，也可应用于已有零件的复制,还可以用于对损坏或者磨损零件的进行还原以及数字化模型的检测。
因为技术保密程度特别高，所以除非购买或者别人让给你，不然想要取得产品的图样、技术文档、工艺等等技术性材料的可能性很小，而产品真实物体作为商品和最终的消费品，是十分容易取得的一种“研究”的对象。当只有真实物
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
器制造行业、以及其他玩具制造行业都得到不同程度的应用和推广。逆向工程可以在新零件的设计中应用，也可应用于已有零件的复制,还可以用于对损坏或者磨损零件的进行还原以及数字化模型的检测。
因为技术保密程度特别高，所以除非购买或者别人让给你，不然想要取得产品的图样、技术文档、工艺等等技术性材料的可能性很小，而产品真实物体作为商品和最终的消费品，是十分容易取得的一种“研究”的对象。当只有真实物体的模型或者有产品的原型真实物体的模型条件下，可以以产品真实物体为基础用逆向工程对产品的零件采取生产并且制造，除了实现对原型的仿真制造外，还可以根据重新构造产品零件的 CAD的 模型，在探寻和了解原设计的基础上，实现对原型的修改与再设计，用来达到产品的更新、设计创新的目的。
本次的设计是通过使用法如关节臂激光扫描仪对耕耘铲的实物零件模型进行点云数据收集，测出耕耘铲零件的点云数据，根据这些点云数据用geomagic studio 软件进行处理，重新构建出耕耘铲零件的参数化曲面，由于耕耘铲的零件个数较多，耕耘铲的数据较为庞大且用逆向建模的方法不能完全构造出曲面，所以耕耘铲部分采用正反向工程相结合的方法来处理，以及使用Solidworks 软件来对耕耘铲进行实体建模，再通过和逆向工程完成的图形进行对比，将模型的误差控制在允许的范围内，最后用Solidworks 对耕耘铲进行装配和缝合。
1.1 课题的来源及设计的难点
来源：本次设计的物品为耕耘铲，课题来源于西班牙贝洛塔有限公司。
难点：（1）耕耘铲零件的布局不规则
（2）耕耘铲零件为复杂异形曲面，用普通方法无法测量
1.2 逆向工程的简介
逆向技术指的是，在没有真实物体的其他资料，图纸的前提条件下，对真实物体进行测量和分析，通过运用别的软件重新建造真实物体模型与构造复制出和原图相似的真实物体。 正向工程与逆向正向工程的差异在于，正向工程指的是依据正常的设计发展，从画草图开始，一步一步慢慢的建设出真实物体模型，是一个从没有到有的过程，但是逆向工程是先有了真实物体，然后通过别的措施变换成基本思路上的模型，再对这个模型进行总体的设计与改善，最后取得需要的真实物体。是一个从有到新的过程。
1.3 逆向工程的优点
逆向工程的优点体现在设计的周期短，技术的成熟，成本低并且承接性较好。
1.4 三维激光扫描
三维激光扫描指的是测量物体表面的形状的三维坐标数据，每个数据点都有相对
应的三维坐标数据，把所有测量的点集合在一起就可以获得所需要的点云数据，此数据就可以体现出实体的表面特点。
2 数据采集工作及测量原理
2.1 数据采集工作
三维数据的取得是逆向工程中最最重要的一步，只有完成这一步才可以对下面的实体建模于误差检测的工作开始进行，测量的数据的精度与建造模型的质量会受到数据的误差评估影响。
2.2 测量前的准备和方法
1.测量前第一步要选择缺点较少的零件进行测量。
2.要把测量的物品仔细观察，要熟悉零件的主要部位，保证采集过程中数据的有效性与正确性。
3.由于这次用来测量的仪器是法如关节臂测量仪，如下图 2-1 所示，测量前应该提前调好仪器的精度。
4.由于测量的要求，测量场地的光线要求较暗，不然的话会影响测量的效果与质量。
图2-1 法如关节臂测量仪 图2-2a 耕耘铲零件实物
图2-2b 耕耘铲零件实物 图2-2c 耕耘铲零件实物
图2-2d 耕耘铲零件实物 图2-2e 耕耘铲零件实物
2.3 耕耘铲零件点云数据的获取
用手拿着三维激光扫描仪器，对着被测实物进行扫描如图2-1，得到如图2-3，所示的点云数据，耕耘铲部分零件点云需要通过geomagic 重新注册为一片。
图2-3a
图2-3b
图2-3c
图2-3d
图2-3e
图2-3f
图2-3g
图2-3h
图2-3i
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/3502.html
