逆向工程的思路

2023-01-16 03:18:04 字數 2386 閱讀 6606

我們所使用的測量裝置是手動三座標劃線機,可以測量剖面、輪廓、分型線。所以測量點的資料量不會象雷射掃瞄器測量的那麼大。比如乙個汽車保險槓的測量點個數大約在10000—20000之間,一輛踏板電單車的全部塑料覆蓋件的測量點大約在50000個左右。

所以用一些非專業的逆向設計軟體(如ug、pro/e、catia等)是很適合的。對於大量的掃瞄資料,用專業的逆向軟體(如su***cer、copycad)則更合適。

ug的逆向設計遵循點——線——面——體的一般原則。

一、測點

測點之前先規劃好該怎麼打點。測點的一般原則是在曲率變化比較大的地方打點要密一些,平滑的地方則可以稀一些。值得注意的是除了測剖面、分型線外,測輪廓線等特徵線也是必要的,它會在構面的時候帶來方便。

二、連線

連線之前先整理好點。包括去誤點,同方向的剖面點放在同一層裡,分型線點、孔位點單獨放一層,輪廓點也單獨放一層,便於管理。

接下來可以連線,先連分型線點,後連剖面點。連分型線點盡量做到誤差最小並且光順。因為一般情況下分型線是產品的裝配結合線。

對汽車、電單車來說,連線的誤差一般控制在0.5mm以下。連線要做到有的放矢,根據樣品的形狀、特徵大致確定構面方法,從而確定需要連哪些線條,不必連哪些線條。

連線可用直線、圓弧、樣條線(spline)。最常用的是樣條線,選用「throughpoint」方式。選點間隔盡量均勻,有圓角的地方先忽略,做成尖角,做完曲面後再倒圓角。

因測量有誤差及樣品表面不光滑等原因,連成的spline需要調整,使其光順。調整中最常用的一種方法是editspline,選editpole選項,利用滑鼠拖動控制點,這裡有許多選項,如限制控制點在某個平面內移動、往某個方向移動、是粗調還是細調、以及開啟顯示spline的「梳子」開關等,具體的調整在下一次的例子中詳細說明。另外,調整spline經常還要用到移動spline的乙個端點到另乙個點,使構建曲面的曲線有交點,這點要比pro/e好。

三、構面

運用各種構面方法建立曲面,包括thoughcurvemesh,thoughcurves,swept,rule,frompointcloud等,要根據樣品的具體特徵而採用相應的構面方法。我最常用的是thoughcurvemesh,而有的人用的最多的是thoughcuvres。thoughcurvemesh構面可以保證曲面邊界曲率的連續性,因為thoughcurvemesh可以控制四周邊界曲率(相切),而thoughcurves只能保證兩邊曲率。

假如兩曲面交線要倒圓角,因thoughcurvemesh的邊界就是兩曲面的交線,顯然這條線要比兩個thoughcurves曲面的交線光順,這樣blend出來的圓角質量是不一樣的。

我初學點造型的時候,兩個面之間往往有「摺痕」,很難看,這主要是這兩個面不相切所致。解決這問題可以通過調整參與構面(thoughcurvemesh)曲線的端點與中乙個麵中的對應曲線相切,再加上thoughcurvemesh邊界相切選項即可解決,只有曲線相切,才能保證曲面相切!

另外,有時候做乙個單張且比較平坦的曲面(如汽車、電單車的前大燈燈面)時,直接用點雲構面(frompointcloud)更方便更準確。有時面之間的空隙要橋接(bridge),以保證曲面光滑過渡。

構建曲面時還要注意,當一張曲面不光順時,可求此曲面的一些section,再調整這些section使其光順,再利用這些section重新構面,效果會好些,這一招也經常要用到。

在構建曲面的過程中,有時也還要再加連一些線條,用於構面,連線和構面要經常交替進行。

曲面建成後,要檢查曲面的誤差,一般測量點到面的誤差,像電單車、汽車塑料件等,不要超過1mm。

構面最主要的是抓住樣件的特徵,該有圓角的地方就要圓角,該尖角的地方就要輪廓清晰。

構面還要注意簡潔。面要盡量做得大,張數少,不要太碎,有利於後面增加一些圓角、斜度、增厚等特徵,而且也有利於下一步程式設計加工,刀路的計算量會減少,nc檔案也小。

四、構體

當外表面完成後,下一步就要以構建實體模型。當模型比較簡單且所做的外表面質量比較好時,用縫合增厚指令就可建立實體。但大多數情況卻不能增厚,所以只能採用offset偏置外表面。

用offset指令可同時選多個面或用視窗全選,會提高效率。對於那些無法偏置的曲面,要學會分析原因。一種可能是由於曲面本身曲率太大,偏置後會自相交,導致offset失敗(有些軟體的演算法與此演算法不同,如犀牛王就可offset那些會產生自相交的曲面),如小圓角。

另一種可能是被偏置曲面的品質不好,區域性有波紋,這種情況只能修改好曲面後再offset。還有一些曲面看起來很好,但就是不能offset,遇到這種情況可用extractgeometry成b曲面後,再offset,十有**會成功。偏置後的曲面有的需要裁剪,有的需要補面,用各種曲面編輯手段完成內表面的構建,然後縫合內外表面成一solid,最後再進行產品結構設計,如加強筋、安裝孔等。

總之,這種點——線——面的傳統逆向設計比較耗時,如完整地設計乙個比較複雜的汽車前保險槓,需要10—20天時間。憑我個人的經驗,根據產品的特徵如何規劃、分割產品,以及用哪些曲線去構造曲面,是搞好逆向設計的關鍵。

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