逆向工程和快速成型的手机外型快速设计.ppt

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1、基于逆向工程和快速成型的手机外型快速设计,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,概述,本次设计以松下G60手机为原型，进行CAD模型的重建。然后使用激光快速成型机对其进行快速成型制造。也就是对手机外型的逆向工程。,通过各种测量手段及三维几何建模方法，将原有实物转化为计算机上的三维数字模型，CAD领域，这就是所谓的逆向工程。,设计步骤,松下手机外型的激光扫描三维曲面建模三维实体建模快速制造质量评估,YOUR TOPIC GOES HERE,三维激光扫描仪,三维激光扫描技术，它能够完整及高精密度的重建实物或实景、三维实体模型及原始测绘数据。最大特

2、点就是：精度高、速度快、逼近原形。,法国KREON 系列三维激光超高精密度扫描仪 KZ 50,YOUR TOPIC GOES HERE,Imageware12 点及曲面处理软件,Imageware12是美国EDS公司生产的软件。主要用来做逆向工程，它处理点云数据的流程遵循，点曲线曲面的原则，整个流程简单清晰明了，而且软件操作容易，对系统性能要求也不高。其广泛应用于汽车、航空、航天、消费家电、模具、计算机零部件领域。右边是软件的操作界面。,YOUR TOPIC GOES HERE,Mechanical Desktop 简称MDT 三维实体造型软件,Autodesk公司在AutoCAD软件包的基础

3、上，开发出了三维实体造型软件Mechanical Desktop 简称MDT MDT软件包括零件造型、零件装配、曲面造型及二维出图等部分。其中曲面造型模块具有方便的曲面缝合功能。,YOUR TOPIC GOES HERE,快速成型设备,快速成型机是新加坡的ZIPPY 1系统。ZIPPY是首家采用精密滚珠丝杠传动、精密滚珠直线导轨导向，机械空运行重复定位精度为0.01mm。采用独特技术保证工件Z方向精度。采用均匀加热方式，保障系统可平衡地加热到最高400，可兼容其它供应商提供的成形材料。,YOUR TOPIC GOES HERE,点云过滤,该点云数据中存在很多的不需要的点，为了后面处理方便首先需

4、要把点云中明显的不需要的点删除掉。如右图中手机外型以外的部分。,YOUR TOPIC GOES HERE,删除明显多余部分后的点云如图,原始点云还有651612个点，因此需要进行过滤操作。,YOUR TOPIC GOES HERE,进行点过滤后的点云，如图,YOUR TOPIC GOES HERE,点云及曲面处理,仔细观察手机原形会发现它是左右对称的实体。因此建立对称平面，是必要的建摸方法。可以使后来的建模对称精度更高。,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,在手机点云上有两个扫描时特意粘贴上去的钢球的点云，由于球装点云拟合时精度比较高，而且

5、球心比较好捕捉，因此可以建立一条过两球心的线段，然后建立过该线段中心点，且平面法向为该线段方向的对称平面。,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,建立上表面,由于上表面接近放样曲面的特征，并且使用放样得到的曲面质量比较好，因此主要的曲面建立方法还是使用放样。把上面的点云分割出来，在分割出来的点云上再分割出一部分边上的点云，然后在建立的点云上建立3D曲线，再把该曲线投影到对称面上，再在z向建立镜像曲线，然后放样得到曲曲。,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,建立下表面,曲面的下表面拥有和上表

6、面相同的特性，因此还是使用放样的方法建立手机的下表面。,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,建立侧面,手机外形侧面的也拥有和上表面较相似的特征，因此还是采用相同的方法，放样建立侧面曲面。,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,建立裁剪曲线。把多余的部分裁剪掉。,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,建立倒角面,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,建立棱角曲面并对曲面再次裁剪,YOUR

7、TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,建立按键曲线 整体镜像操作,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,曲面连续性处理,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,误差分析 误差为0.5mm,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,在Imageware中把精简数据后的文件另存为扩展名为IGS的文件。在MDT中导入。,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,曲

8、面缝合及模型实体化,采用分步缝合的方法。先缝合上表面，然后是下表面，然后是侧面，最后是倒角边。分步缝合完毕后选中所有曲面进行整体缝合。这样处理可以得到比较高的曲面缝合精度。,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,建立手机按键,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,在手机实体模型上切割出按键孔,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,快速成型制造,利用MD

9、T软件将G60手机零件的三维CAD模型转化生成STL数据格式提供给，激光快速成型设备。,在十几个小时的加工后，再进行下料，拨料，上漆。,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,质量评估检测,逆向工程误差A可表示为：A逆f(AI制，AI损，AI计，AI测，AO造)。,AI制：模型的制造误差,AI损：模型的磨损,AI测：实体测量的误差,AI计：曲面建模的误差,AO造：快速成型时的制造误差,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,数据点的获得三维激光扫描过程中的测量误差AI测为：0.051mm在进行逆向建模时的误差AI计为：0.5mm在快速制造阶段，制造误差AO造：0.2mm,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,结论,本次采用逆向工程和快速制造技术对松下G60手机的外形进行重新建模设计。由于初次接触，经验不足，而且本次设计不是以精度还原为目标，因此设计得到的模型和原来模型的误差还是可以接受的。手机外形已经是手机市场竞争的一个有力的筹码，采用逆向工程来开发手机外形的方法效率高、周期短，适应企业针对市场的快速反应，而进行的手机外形快速开发的要求。,YOUR TOPIC GOES HERE,Your subtopic goes here,