三維測(cè)量與逆向工程實(shí)訓(xùn)報(bào)告

1、47/48 三維測(cè)量與逆向工程實(shí)訓(xùn)報(bào)告題 目：洗衣液瓶子逆向造型設(shè)計(jì)系 別： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 題目類型： 理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開發(fā)112011 年11 月 10日摘 要 大學(xué)四年即將結(jié)束，實(shí)訓(xùn)正是檢驗(yàn)我們四年學(xué)習(xí)成績(jī)的時(shí)刻。這次的逆向設(shè)計(jì)產(chǎn)品為洗衣液的瓶子，首先通過(guò)關(guān)節(jié)臂激光掃描儀對(duì)產(chǎn)品實(shí)物進(jìn)行外形掃描，掃描得到點(diǎn)云后進(jìn)行初步的稀釋處理后以Imageware格式轉(zhuǎn)到Imageware12.1軟件內(nèi)，在Imageware12.1軟件內(nèi)調(diào)整工件坐標(biāo)系和X、Y、Z三個(gè)方向進(jìn)行點(diǎn)云的分割，調(diào)整好后再以

2、JT格式可見形式轉(zhuǎn)到UG NX6.0軟件內(nèi)進(jìn)行產(chǎn)品的外形設(shè)計(jì)，通過(guò)運(yùn)用直線、圓弧、曲面、編輯曲線、特征、曲面自由形狀等相關(guān)命令對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行從點(diǎn)到線在到面的造型設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)流程遵循所建構(gòu)的曲面在保證光順平滑的前提下盡量過(guò)點(diǎn)，保證面與面之間的連續(xù)性關(guān)系與實(shí)物盡可能一致，在生成實(shí)體后對(duì)存在尖銳的棱邊進(jìn)行圓角處理，并特別著重產(chǎn)品的細(xì)節(jié)部分的造型，使得所設(shè)計(jì)成型后的產(chǎn)品與掃描前的實(shí)物吻合度大大提高！關(guān)鍵詞：逆向造型設(shè)計(jì); 關(guān)節(jié)臂激光掃描儀；Imagewear12.1；UG NX6.0；1、點(diǎn)云處理1.1調(diào)坐標(biāo)（1）打開Imagewear12.1軟件進(jìn)將文件導(dǎo)入，將鼠標(biāo)移到產(chǎn)品點(diǎn)云上單擊右鍵并點(diǎn)擊【圈選點(diǎn)

3、】按鈕，然后彈出【圈選點(diǎn)】工具條對(duì)沒(méi)用的點(diǎn)云進(jìn)行刪除，將鼠標(biāo)重新移到產(chǎn)品點(diǎn)云上單擊右鍵并單擊【點(diǎn)顯示】按鈕，彈出【點(diǎn)顯示】工具條對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行稀釋，如下圖1-1所示。圖1-1（2）將鼠標(biāo)重新移到產(chǎn)品點(diǎn)云上單擊右鍵并單擊【交互模式點(diǎn)云截面】按鈕，彈出【交互模式點(diǎn)云截面】工具條對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行截取截面，然后再單擊【隱藏實(shí)面】按鈕將點(diǎn)云下半部分隱藏，然后在將鼠標(biāo)移動(dòng)到剩余點(diǎn)云上單擊右鍵并單擊【交互模式點(diǎn)云截面】按鈕，如下圖1-2所示。圖1-2（3）將鼠標(biāo)移動(dòng)到上步截取的點(diǎn)云上右鍵并單擊【點(diǎn)云三角形網(wǎng)格化】按鈕，如下圖1-3所示。圖1-3（4）按快捷鍵CTRL+S將所有點(diǎn)云顯示出來(lái)，然后在修改工具欄中單擊【合并

4、-點(diǎn)云】按鈕，將上下兩部份點(diǎn)云合并，如下圖1-4所示。圖1-4（5）將鼠標(biāo)移動(dòng)到上步合并的點(diǎn)云上右鍵并單擊【點(diǎn)云三角形網(wǎng)格化】按鈕，如下圖1-5所示。圖1-5（6）單擊【圖層管理器】按鈕將工作坐標(biāo)系顯示出來(lái)，然后在創(chuàng)建工具條中單擊【平面-中心/法向】按鈕創(chuàng)建如下圖1-6所示。圖1-6（6）在修改工具條中單擊【定位-最佳擬合】按鈕，將移動(dòng)對(duì)象和來(lái)源對(duì)象選為第（3）步截取的平面，目的對(duì)象則為上步所創(chuàng)建的平面，如下圖1-7所示。圖1-7（7）在修改工具條中單擊【定位-坐標(biāo)系重新建對(duì)齊】按鈕，如下圖1-8所示。圖1-8（8）按F1將試圖擺正，然后單擊創(chuàng)建工具條中的【結(jié)構(gòu)線-無(wú)限直線】按鈕創(chuàng)建水平和垂直

5、的直線，在單擊修改工具條中【對(duì)象位置-旋轉(zhuǎn)】和【對(duì)象位置-移動(dòng)】按鈕將點(diǎn)云轉(zhuǎn)動(dòng)到最合適位置，如下圖1-9所示。圖1-9（9）在創(chuàng)建工具條中單擊【3D曲線-3D】按鈕，繪制產(chǎn)品點(diǎn)云左方部分的邊緣直線，繪制好后右鍵單擊【編輯曲線】對(duì)所繪曲線進(jìn)行編輯，編輯好后將鼠標(biāo)移動(dòng)到點(diǎn)云外右鍵并單擊【鏡像顯示】按鈕，將曲線鏡像到右邊點(diǎn)云，然后再對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行【旋轉(zhuǎn)】和【移動(dòng)】，將點(diǎn)云調(diào)至最佳位置，如下圖1-10所示。圖1-10（10）在修改工具條中單擊【對(duì)象位置-鏡像】按鈕，將點(diǎn)云以X軸為對(duì)稱軸進(jìn)行鏡像，查看兩個(gè)點(diǎn)云貼合效果，效果顯示貼合度良好，如圖1-11所示。圖1-111.2截分點(diǎn)云（1）將鼠標(biāo)移動(dòng)到點(diǎn)云上右鍵

6、并點(diǎn)擊【點(diǎn)顯示】按鈕，將點(diǎn)云以點(diǎn)的形式顯示，然后在點(diǎn)云上右鍵并【平行點(diǎn)云截面】按鈕，對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行X、Y、Z方向截取，如下圖1-12所示。圖1-12（2）將鼠標(biāo)移動(dòng)到點(diǎn)云上右鍵然后點(diǎn)擊【交互模式點(diǎn)云截面】按鈕，對(duì)瓶子的把手部分進(jìn)行細(xì)節(jié)劃分，如下圖1-13。圖1-13（3）將鼠標(biāo)移動(dòng)到點(diǎn)云上右鍵然后點(diǎn)擊【交互模式點(diǎn)云截面】按鈕，對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行X方向坐標(biāo)原點(diǎn)處截取一個(gè)截面，方便于后續(xù)曲面造型，如下圖1-14所示。點(diǎn)擊文件工具條中的【另存為】按鈕，以JT格式可見形式保存文件。圖1-142、曲面造型（1）打開UN NX6.0程序找到上步保存的JT格式文件打開，在文件工具條中點(diǎn)擊【保存】將文件以PRT格式保存，

7、在格式工具條中點(diǎn)擊【移動(dòng)至圖層】按鈕對(duì)不同顏色的點(diǎn)依次分層，如下圖2-1所示。圖2-1（2）在格式工具條中單擊【圖層設(shè)置】按鈕設(shè)置只顯示灰色圖層的點(diǎn)，然后按F8將視圖擺正。在曲線工具條中點(diǎn)擊【樣條】按鈕繪制產(chǎn)品外輪廓線，然后在插入工具條中單擊【設(shè)計(jì)特征-拉伸】按鈕拉伸如下圖2-2所示曲面，便于后續(xù)參考使用。圖2-2（3）在格式工具條中單擊【圖層設(shè)置】按鈕設(shè)置顯示綠色圖層的點(diǎn)，然后按F8將視圖擺正。在曲線工具條中點(diǎn)擊【基本曲線】按鈕繪制出瓶蓋上的兩個(gè)圓，在單擊【拉伸】按鈕拉伸出曲面，然后單擊【拆分體】按鈕將所拉伸的曲面沿XC-YC平面拆分，在點(diǎn)擊【移動(dòng)至圖層】按鈕將沒(méi)用曲面移動(dòng)到256層。如下圖

8、2-3所示。圖2-3（4）在格式工具條中單擊【圖層設(shè)置】按鈕設(shè)置顯示所有的點(diǎn)，單擊【基本曲線】按鈕繪制出瓶蓋頂部的部分曲線，然后單擊【掃掠】按鈕根據(jù)繪制的曲線掃列出曲面，然后單擊【修剪的片體】按鈕將掃掠的曲面和上面（3）所做曲面進(jìn)行修剪，最后單擊【面倒圓】按鈕對(duì)曲面進(jìn)行邊倒圓，如下圖2-4所示。圖2-4（5）在分析工具條中單擊【測(cè)量距離】按鈕測(cè)量出瓶蓋第一個(gè)外圓所到下個(gè)外圓轉(zhuǎn)角處的距離，然后單擊【在面上偏置曲線】按鈕將第一個(gè)外圓在所在面上偏置測(cè)量的距離，最后單擊【修剪的片體】按鈕根據(jù)所偏置曲線為邊線對(duì)所在曲面進(jìn)行修剪，第二個(gè)外圓的步驟同上，結(jié)果如下圖2-5所示。圖2-5（6）單擊【移動(dòng)到圖層】

9、按鈕將上面所畫曲線移動(dòng)到256層。單擊【樣條】按鈕根據(jù)上步修剪的曲面兩旁的點(diǎn)繪制出曲線，在單擊【通過(guò)曲線網(wǎng)格】按鈕繪制出如下圖2-6所示曲面。圖2-6（7）單擊【移動(dòng)到圖層】按鈕將上面所畫曲線移動(dòng)到256層。單擊【圖層設(shè)置】顯示所有的點(diǎn)，單擊【基本曲線】按鈕根據(jù)通過(guò)瓶蓋第二個(gè)圓所在面的點(diǎn)繪制出輔助曲線，在通過(guò)單擊【樣條】按鈕繪制出通過(guò)各點(diǎn)的曲線，然后單擊【修剪的片體】按鈕根據(jù)曲線對(duì)所在面進(jìn)行修剪，如下圖2-7所示。圖2-7（8）單擊【移動(dòng)到圖層】按鈕將上面所畫曲線移動(dòng)到256層。在曲線工具條中單擊【平面】按鈕創(chuàng)建相關(guān)的輔助平面，然后單擊【截面】按鈕根據(jù)所建平面對(duì)第（2）步所建曲面創(chuàng)建截面曲線，

10、在點(diǎn)擊【樣條】按鈕根據(jù)點(diǎn)和所截曲線繪制出曲線，如下圖2-8所示。圖2-8（9）單擊【平面】按鈕根據(jù)三點(diǎn)依次創(chuàng)建平面，單擊【截面】按鈕將上步所畫線跟瓶蓋第二個(gè)圓所在平面截出點(diǎn)和曲線，然后點(diǎn)擊【樣條】按鈕根據(jù)截出的點(diǎn)和曲線以及同個(gè)方向上的點(diǎn)繪制出樣條曲線，瓶蓋轉(zhuǎn)角部分另加控制線方法同上，最后單擊【通過(guò)曲線網(wǎng)格】按鈕根據(jù)所畫曲線和第（8）步所畫曲線創(chuàng)建曲面，如下圖2-9所示.圖2-9（10）單擊【移動(dòng)到圖層】按鈕將上面所畫曲線和平面移動(dòng)到256層。在單擊【平面】按鈕根據(jù)同一方向上的三個(gè)點(diǎn)依次創(chuàng)建Y軸方向上的平面，然后單擊【截面】按鈕截取第（2）所建曲面上的截面曲線，并通過(guò)點(diǎn)擊【樣條】按鈕創(chuàng)建樣條曲線

11、，如下圖2-10所示。圖2-10（11）單擊【平面】按鈕根據(jù)同一方向上的三個(gè)點(diǎn)依次創(chuàng)建X軸方向上的平面，然后單擊【截面】按鈕截取出第（2）所建曲面上的截面曲線和上一步所建曲線上的點(diǎn)，單擊【樣條】按鈕根據(jù)所截取的曲線和點(diǎn)繪制出樣條曲線，最后單擊【通過(guò)曲線網(wǎng)格】按鈕根據(jù)所畫曲線和上步所畫樣條曲線創(chuàng)建出網(wǎng)格曲線，如下圖2-11所示。圖2-11（12）單擊【移動(dòng)到圖層】按鈕將上面所畫沒(méi)用的曲線、平面移動(dòng)到256層。單擊【平面】按鈕根據(jù)同一方向上的三個(gè)點(diǎn)依次創(chuàng)建X軸方向上的平面,然后單擊【截面】按鈕截取出第（2）所建曲面上的截面曲線和上一步所建曲面上的截面曲線，在根據(jù)同一方向上的點(diǎn)繪制出樣條曲線，如下圖

12、2-12所示。圖2-12（13）單擊【通過(guò)曲線網(wǎng)格】按鈕根據(jù)上步所畫曲線和現(xiàn)有曲面的邊緣曲線創(chuàng)建出網(wǎng)格曲線，如下圖2-13所示。圖2-13（14）單擊【移動(dòng)到圖層】按鈕將上面所畫沒(méi)用的曲線、平面移動(dòng)到256層。單擊【曲面上的曲線】按鈕畫出上步所建曲面上的曲線，然后單擊【修剪的片體】按鈕按所畫曲線為邊界對(duì)曲面進(jìn)行修剪，按上面創(chuàng)建樣條曲線的步驟創(chuàng)建構(gòu)建網(wǎng)格曲面的曲線，然后單擊【通過(guò)曲線網(wǎng)格】按鈕創(chuàng)建出如下圖2-14所示的曲面。圖2-14（15）單擊【移動(dòng)到圖層】按鈕將上面所畫沒(méi)用的曲線、平面移動(dòng)到256層。在產(chǎn)品另一側(cè)的曲面網(wǎng)格創(chuàng)建步驟跟（14）步一樣，其結(jié)果如下圖2-15所示。圖2-15（16）

13、單擊【移動(dòng)到圖層】按鈕將上面所畫沒(méi)用的曲線、平面移動(dòng)到256層。單擊【圖層設(shè)置】按鈕只顯示紅色的點(diǎn)，然后點(diǎn)擊【圖層設(shè)置】按鈕根據(jù)把手部分的點(diǎn)繪制出樣條曲線，在單擊【拉伸】按鈕沿Z軸方向拉伸出曲面，在單擊【拆分體】按鈕將所拉伸的曲面在XOY平面進(jìn)行拆分，如下圖2-16所示。圖2-16（17）單擊【移動(dòng)到圖層】按鈕將上面所畫沒(méi)用的曲線、平面移動(dòng)到256層。在單擊【平面】按鈕分別根據(jù)灰色和綠色的點(diǎn)創(chuàng)建平面，然后單擊【截面】按鈕利用所建平面截取出上步和第（2）步所建曲面上的曲線，在單擊【樣條】按鈕以所截取的曲線為起點(diǎn)根據(jù)所在方向上的點(diǎn)創(chuàng)建樣條曲線，如下圖2-17所示。圖2-17（18）單擊【通過(guò)曲線網(wǎng)

14、格】按鈕根據(jù)上步所繪制的曲線創(chuàng)建曲面網(wǎng)格，注意各曲面的相切關(guān)系，如下圖2-18所示。圖2-18（19）單擊【移動(dòng)到圖層】按鈕將上面所畫沒(méi)用的曲線、平面移動(dòng)到256層。單擊【圖層設(shè)置】按鈕顯示紅色和綠色的點(diǎn)，然后點(diǎn)擊【平面】按鈕根據(jù)同一方向上的三點(diǎn)創(chuàng)建平面，在點(diǎn)擊【截面】按鈕截取出面上的曲線和曲線上的點(diǎn)，最后點(diǎn)擊【樣條】按鈕根據(jù)所截取的線和點(diǎn)繪制樣條曲線，如下圖2-19。圖2-19（20）單擊【通過(guò)曲線網(wǎng)格】按鈕根據(jù)上步所繪制的曲線和邊緣曲線創(chuàng)建網(wǎng)格曲面，如下圖2-20所示。圖2-20（21）單擊【移動(dòng)到圖層】按鈕將上面所畫沒(méi)用的曲線、平面移動(dòng)到256層。單擊【曲面上的曲線】按鈕繪制出輔助曲線，

15、然后單擊【修剪的片體】按鈕根據(jù)繪制的曲線修剪出需要的片體，在根據(jù)上步所繪制輔助曲線的步驟繪制出樣條曲線，最后單擊【通過(guò)曲線網(wǎng)格】按鈕根據(jù)所繪制的曲線和邊緣曲線創(chuàng)建出網(wǎng)格曲面，如下圖2-21所示。圖2-21（22）單擊【曲面上的曲線】按鈕在產(chǎn)品把手部分的面上繪制出曲線，在單擊【修剪的片體】按鈕對(duì)曲面進(jìn)行修剪，然后再單擊【通過(guò)曲線網(wǎng)格】根據(jù)修剪后的曲面邊界創(chuàng)建出網(wǎng)格曲面，如下圖2-22所示。圖2-22（23）單擊【移動(dòng)到圖層】按鈕將上面所畫沒(méi)用的曲線、平面移動(dòng)到256層。然后單擊【平面】按鈕根據(jù)所要?jiǎng)?chuàng)建的曲線所在方向上的點(diǎn)創(chuàng)建平面，在單擊【截面】按鈕截取出面上的曲線和曲線上的點(diǎn)，單擊【樣條】按鈕根

16、據(jù)曲線和點(diǎn)繪制出樣條曲線，在點(diǎn)擊【通過(guò)曲線網(wǎng)格】按鈕根據(jù)所繪制的曲線和邊緣曲線創(chuàng)建出曲線網(wǎng)格，如下圖2-23所示。圖2-23（24）和上步同樣的步驟繪制出樣條曲線，然后在單擊【曲面上的曲線】按鈕根據(jù)繪制的曲線和曲面的邊緣曲線創(chuàng)建出網(wǎng)格曲面，如下圖2-24所示。圖2-24（25）單擊【修剪的片體】按鈕根據(jù)截面曲線對(duì)產(chǎn)品把手上部分進(jìn)行修剪；在單擊【曲面上的曲線】按鈕繪制出產(chǎn)品的上部分面上的曲線，然后一樣根據(jù)曲線對(duì)面進(jìn)行修剪，為便于下步網(wǎng)格曲面的創(chuàng)建。如圖2-25所示。圖2-25（26）單擊【圖層設(shè)置】按鈕將藍(lán)色和紅色的點(diǎn)顯示出來(lái)，然后單擊【平面】按鈕根據(jù)同一方向上的三點(diǎn)依次創(chuàng)建平面，在單擊【截面】

17、按鈕根據(jù)創(chuàng)建的平面截取出截面曲線，單擊【樣條】根據(jù)曲線和點(diǎn)繪制出樣條曲線，特別要注意的是有斜坡的部分，要通過(guò)【基本曲線】和【樣條】命令繪制曲線然后對(duì)兩曲線進(jìn)行【橋接】，結(jié)果如圖2-26所示。圖2-26（27）單擊【通過(guò)曲線網(wǎng)格】按鈕根據(jù)上步所繪制的曲線創(chuàng)建出網(wǎng)格曲面，根據(jù)面與面之間的關(guān)系進(jìn)行相切處理，如下圖2-27所示。圖2-27（28）單擊【移動(dòng)到圖層】按鈕將上面所畫沒(méi)用的曲線、平面移動(dòng)到256層。在單擊【曲面上的曲線】按鈕在上面創(chuàng)建的曲面上繪制曲線，然后單擊【修剪的片體】對(duì)曲面進(jìn)行修剪，單擊【基本曲線】按鈕繪制輔助曲線，然后對(duì)曲線進(jìn)行拉伸，單擊【求交】按鈕求出拉伸出的曲面跟其相交的曲面的相

18、交線，最后單擊【樣條】繪制出樣條曲線。如下圖2-28所示。圖2-28（29）單擊【通過(guò)曲線網(wǎng)格】按鈕根據(jù)上步所繪制的曲線創(chuàng)建出網(wǎng)格曲面，并且對(duì)相鄰的曲面進(jìn)行相切處理，如下圖2-29所示。圖2-29（30）單擊【移動(dòng)到圖層】按鈕將上面所畫沒(méi)用的曲線、平面移動(dòng)到256層。單擊【變換】按鈕將所畫一半產(chǎn)品全部選中通過(guò)XOY平面鏡像，然后單擊【縫合】命令對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行縫合，如下圖2-30所示。圖2-30單擊【抽殼】按鈕對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行抽殼，設(shè)置產(chǎn)品厚度為0.5MM。如下圖2-31所示；圖2-313、產(chǎn)品最終成型效果總結(jié)這次實(shí)訓(xùn)終于結(jié)束了，我們獲益頗深。經(jīng)過(guò)一個(gè)多星期的努力，作品終于完成了。從最初的拿實(shí)物去掃描點(diǎn)云，到后面的UG曲面成形。我們遇到了很多困難，但是在同學(xué)們的努力幫助下，我都一一解決了。在完成實(shí)訓(xùn)的過(guò)程中我們通過(guò)查閱相關(guān)資料、參考相關(guān)視頻，使得我們對(duì)相關(guān)方面知識(shí)的掌握和對(duì)我們的軟件運(yùn)用能力的提高有了很大的幫助，與此同時(shí)在我們討論的過(guò)程中培養(yǎng)了我們與人溝通交流的能力。一分耕耘一分收獲，我們的努力最終得到了自己滿意的作品。盡管再苦再累，我們?cè)诳吹阶约鹤髌吠瓿傻哪且豢?，覺得付出都是值得的。這次實(shí)訓(xùn)，是對(duì)以前學(xué)習(xí)的一次總結(jié)，同時(shí)也為將來(lái)的步入社會(huì)打下堅(jiān)定基礎(chǔ)。我相信，通過(guò)這次實(shí)訓(xùn)，同學(xué)們一定已經(jīng)更夠更好的掌握三維逆向造型，加深了對(duì)這些軟件的應(yīng)用，這次實(shí)訓(xùn)的收獲，必將受用終