酸奶桶的反求造型研究[毕业论文+开题报告]

机械设计论文：酸奶瓶逆向造型研究含论文、开题报告

酸奶瓶逆向造型研究[毕业论文+开题报告]

摘 要：

本文提出如何利用UG和surfacer软件进行模具逆向设计的问题，这一问题的提出基于以下原因:

1.在三坐标测量机上能够快速精确的测量到大量的已有产品的表面坐标值。

2.在专用的点处理软件surfacer上能够较精确的将测的的点拟合成曲线和曲面。

3.在UG软件上能够复原产品实体，以及进一步反求模具的逆向设计和制造一体化。

点云数据预处理和曲线曲面重构是逆向工程模具设计中的关键技术，虽然UG软件具有强大的曲线曲面造型功能，但是点云数据预处理的功能相当薄弱。为此本文以surfacer作为中间软件，完成点云数据的预处理，提高了在UG软件上进行逆向工程的效率和精度。

本文主要研究的工作如下:

1.探讨三坐标测量的多种方法和目前国内外的发展现状。

2.点云排序方法的研究，初步建立点云之间的拓扑关系，使点云具有一定的完整性，并去除噪声点。

3.利用surfacer开发工具完成点云排序与精简和点云曲线曲面拟合，并实现了拟合曲面在UG界面上的显示。

4.以UG的曲面处理和实体建模作为工具软件复原实体和反求模具。

关键词:逆向工程, 点云处理, surfacer

ABSTRACT

This paper presents how to use UG and surfacer software on the reversing design of the mold problem, the issue raised for the following reasons:

1. In the CMM we can be able to quickly and accurately measuring a large number of products already on the surface coordinates.

2. Points in a dedicated software surfacer can be easily handled more accurate will be adjacent to the point of curves and surfaces.

3. UG software products to be able to recover entities, and to further reverse the reverse die design and manufacturing integration.

Point cloud data and pretreatment of surface reconstruction is the reverse engineering of key technologies, while UG software has powerful features of surface modeling, but the point cloud data pre-processing functions quite weak. Surfacer to this paper as an intermediary software, the completion point cloud data preprocessing, the increase in the UG reverse engineering software on the efficiency and accuracy.

This paper on the work are as follows:

1.The CMM on a variety of methods and the development of the status at home and abroad.

2.Point cloud sort of way, the initial establishment of point cloud relations between the topology, to a certain point cloud the integrity and remove noise points.

3.Surfacer use development tools to sort and the completion point-to streamline and point-fitting curves and surfaces, and to achieve a fitting surface interface displayed on the UG.

4.UG to the surface processing and modeling software as a tool for physical rehabilitation and reverse model.

KEY WORDS: Reverse engineering, Point cloud processing, Surface Signature of Supervisor：

目 录

摘 要 （I）
ABSTRACT （II）
目 录 （1）
前 言 （1）
1 绪论 （3）
1.1 逆向工程概述 （3）
1.2 逆向工程及模具设计的发展现状 （6）
1.3 本文研究的内容和意义 （8）
1.3.1 研究内容 （8）
1.3.2 研究意义 （8）
2 产品表面坐标的测量 （9）
2.1 测量方法分析 （9）
2.1.1 接触式测量 （10）
2.1.2 非接触式测量 （10）
2.2 测量设备的发展 （10）
2.2.1 坐标测量机的最新发展 （11）
2.3 ATOS扫描仪数据点测量原理 （11）
2.4 点云数据的获取 （11）
3 点数据的预处理 （12）
3.1 surfacer软件介绍 （12）
3.2 点云数据预处理[1] （13）
3.2.1 数据平滑 （13）
3.2.2 数据过滤 （13）
3.2.3 数据分块和数据融合 （13）
3.2.4 数据优化 （14）
3.2.5 点云拼合 （14）
3.3 曲线重构的原理 （14）
3.4 曲面重构的原理 （15）
4 Surfacer软件重构曲面[2] （17）
4.1 点云数据处理 （17）
4.1.1 数据点的导入 （17）
4.1.2 噪声点处理 （18）
4.2 曲线创建 （18）
4.3 曲面创建 （20）
5 UG反求实体及模具 （21）
5.1 UG软件简介 （21）
5.2 UG复原实体设计过程 （21）
6 UG注塑模具设计 （29）
结 论 （36）
参考文献 （37）
致 谢 （38

前 言

逆向工程(Reverse Engineering，RE)，也称为反求工程、反向工程、三坐标点测绘、抄数等。是指在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，按照现有零件的模型(产品原型或油泥模型)，利用各种数字化技术及CAD技术重新构造CAD模型而克隆或创造实物产品的过程。作为一种新产品开发和消化、吸收先进技术的重要手段，逆向工程技术结合UG软件的强大功能改变了传统产品设计开发模式，大大缩短了产品开发的时间周期，提高产品研发的成功率，尤其对那些形状复杂的产品更为有效。逆向工程为新产品的开发提供了技术支持，使得企业在市场上的竞争力大大提高。本文通过瓶的注塑模具的设计，说明应用逆向工程技术和三维设计软件在逆向产品的研发中的流程。

本次设计根据逆向工程的技术流程，应用AT0S三维扫描仪对工件瓶体进行扫描获取样件表面“点云”数据；使用逆向工程专业软件Surfacer处理测量获得的散乱“点云”数据，并拟合曲线及曲面，进行相应的编辑修改等，使之达到精度要求；并在UG软件中进行产品完整曲面模型的生成以及实体化，最后生成不规则外形曲面的全部特征并得到完整产品零件模型后再生成注塑模具。结果表明，利用逆向工程技术进行产品快速逆向设计是有效的、可行的。而且此方法可以大大提高模具设计效率，降低产品开发成本。
本文根据逆向模具设计的流程，分四个模块重点介绍逆向模具设计的过程，并结合工件实例介绍逆向模具设计的方法、操作、技巧以及应用，本说明书共分6章，具体内容安排如下。

第1章作为绪论，介绍逆向工程的概述，目前发展状况，以及本文的研究内容和意义。通过本章的学习可以对逆向工程做一个大体的了解。

第2章介绍产品表面坐标的测量，逆向工程的基础就是完整的点云数据，通过本章可以了解点云数据的测量方法以及所用测量设备的发展。以及重点介绍本次所用测量设备ATOS扫描仪的结构及工作原理。

第3章介绍点云的处理方法，包括点云的对齐定位，噪