基于DesignX逆向模型重构研究

吴爽1，张泉2

（沈阳职业技术学院，辽宁 沈阳 110045）

摘要：基于Geomagic Studio、Design X逆向模型重构,对其实施方案和操作流程进行详细论述。以洁面仪的逆向模型重构设计过程为例,提出了由Geomagic Studio处理点云,再由DesignX进行特征构线、曲面的建构的具体方案。研究结果表明，采用Geomagic Studio、DesignX对产品进行逆向设计，大幅度缩短了新产品的设计开发周期，更具高效性和可行性，从而加速了产品开发、创新设计。

关键词：逆向设计；DesignX；洁面仪；点云处理

逆向设计过程是指对产品实物样件表面进行数字化处理(数据采集、数据处理)，并利用可实现逆向三维造型设计的软件来重新构造实物的三维CAD模型(曲面模型重构)，并进一步用CAD/CAE/CAM系统实现分析、再设计、数控编程、数控加工的过程。逆向设计通常是应用于产品外观表面的设计。

1 数据采集

首先对洁面仪整体分析，然后喷粉贴点，贴点时注意所贴点作为第二面扫描公共点大于4个扫描点数，这样有利于另一扫描面的完整扫描，贴点图如图1所示。

利用三维扫描仪对洁面仪进行扫描，完成数据采集，采集数据注意数据的完整性，采集数据完成图如图2所示。

图1 对产品洁面仪贴点

图2 完整数据采集

2 点云处理

利用Geomagic Studio2013对扫描数据处理，扫描处理包括剔除噪点、杂点， 去除体外弧点、统一采样等，利用“封装”工具生成三角面片，利用“网格医生”对去除钉状物，然后利用“填充孔”把三角网的缺口、孔洞补齐，最后生成“stl”点云文件 ，如图3所示。

图3 点云处理结果

完整封装数据点云如图4所示。

图4 数据点封装图

3 建模

对stl点云选取特征点，利用DesignX建模软件相应命令形成对象模型特征线，用完整的面、边、点信息来表示模型的位置和形状，许可范围误差，一般误差控制在0.05%范围之内，对模型进行重构，模型重构尤其曲面建模，模型曲面要光顺，曲率过渡自然，重构完成图如图5所示。

图5 建模完成图

4 分析

通过偏差来显示模型的建模误差，误差在-0.05～+0.05之间，蓝色为负偏差，黄色为正偏差（图6）。

图6 建模偏差图

5 结语

利用三维扫描仪对零件进行数据采集，Geomagic Studio数据处理、DesignX曲面重构，完成产品由扫描到建模成实物的全过程，提出了产品从虚拟到现实，数字化设计的解决方案。

参考文献：

[1]袁锋.UG逆向工程范例教程[M].北京：机械工业出版社，2006

[2]杨晓雪.Design X 三维建模案例教程[M].北京：机械工业出版社，2016

中图分类号：TP29

文献标识码：A

文章编号：1671-0711（2017）04（上）-0118-02

基金项目：沈阳科技计划项目（F14-124-9-00）。