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叶片的三维扫描和模型重构设计

一、选题简介、意义

通过三维扫描系统对叶片的扫描，能够在没有叶片的图纸和数据的情况下迅速精准的重构出叶片的三维模型。

逆向工程技术是把已有的物品，通过分析来总结出还原现实的方法。它可以不用参考图纸、数据资料或者已有的设计模型，将一个现有的工件或者产品进行复制的过程。

本次毕业设计对逆向工程的初步接触和认识，逆向工程的应用能够很大程度的降低成本，减小开发周期，实现制造业产品的创新设计。掌握逆向技术能够有效提高产品的设计与制造水平，不断的创新出新的产品。对我国快速发展起到关键的作用。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

  1、本次毕业设计的目的是完成叶片的逆向建模。

①了解三维扫描仪并学会使用三维扫描仪对叶片三维扫描

 ②了解逆向工程的原理

 ③对扫描出的叶片进行点云处理

 ④把处理好的叶片基于Design X

2、逆向工程技术目标是解决实物在没有相关图纸和数据的情况下，能够精确快速的构造出实物的模型。

 

目录

第1章    绪论4

  1.1     引言4

  1.2     国外逆向工程的发展情况4

   1.2.1  测量设备系统4

   1.2.2  数据处理系统4

  1.3     国内逆向工程的发展情况4

   1.3.1  测量设备4

   1.3.2  数据处理5

  1.4     逆向工程技术的原理和特点5

  1.5     逆向工程的的应用领域5

  1.6     逆向工程的目的和意义5

  1.7     工作流程6

第2章    点云的处理7

  2.1     三维扫描的简介7

2.2     扫描设备和软件7

  2.3     扫描步骤8

2.4     扫描原则8

2.5     点云数据处理8

第3章  创建叶片的模型9

 3.1    建模软件和模型分析9

3.2    数据处理9

3.3    创建模型特征10

3.3.1 领域组的划分10

3.3.2 建立坐标系11

3.3.3 模型构建12

⑴创建旋转体12

⑵创建片体13

⑶槽的创建26

⑷创建倒圆角35

⑸文件的输出37

第4章  总结38

致谢40

参考文献41

 

总结

   通过三维扫描系统对叶片的扫描，再通过Geomagic Wrap软件对叶片的点云处理建立叶片的三维模型，在没有数据、图纸情况下对实物的逆向建模。这项技术有利于产品的更新和减少产品的生产成本。

1、叶片数据的获取

①喷漆：在对叶片扫描之前先要在叶片的表面喷漆，使被测叶片的表面有良好的慢放射状体，能够有效改善被测物体叶片由于各种颜色丢失造成的扫描数据质量差、反光严重不足等缺陷，使表面黑色、反光、透明等被测物体更易于扫描，获取高质量的点云数据。

②粘贴标识点：标识点通常贴在曲面体变化不大的地方，有利于拼接和补洞。比较小的实体在表面无法粘贴标识点时，可将标识点贴在测量背景中。

③扫描位置和背景：扫描位置不会影响扫描设备获取三维数据，但是将被扫描物的背侧面正对着摄像头，可以加快扫描的速度、减少扫描死角。由于扫描设备是拍照式的，所以在摄像范围内的所以物体都会被测量，可以在测量物下使用亚光背景，比如黑色可以减少干扰。

2、拼接方法

拼接的方法有2种：自动拼接、手动拼接。上面的叶片使用的是手动拼接，手动拼接也就是叶片的“手动注册”，手动拼接的过程：扫描→导出.txt文件，在geomagic wrap中对点云进行手动找特征点，拼接2片点云(stl格式)。

3、叶片实物的扫描方法

根据被扫零件的大小确定分几块扫描，对于像叶片这样的小零件，可以在背景上贴上标志点，用俯视扫描的方式保证上下两个部分的轮廓数据都能扫到，在对另一面进行扫描。

4、逆向的作用

①通过对现有的产品进行CAD建模、CAD模型修改，然后三维实体建模并用于实物数控加工中。

②在已有实物但没有三维CAD模型，要对已有实物的部件进行改进时，利用三维数字模型逆向产生出于实物相符的CAD模型并对其进行修改，会有效的提高生产效率。因此，逆向工程在改造模型方面有着正向设计不能取代的作用。

5、发展空间

逆向工程是正在迅速发展中的学科，各国都投入大量的资金和人才来研究逆向工程技术，逆向工程在很多领域也得到广泛的应用，有效的减少了人力物力的投入，降低了产品的生产成本。

 

参考文献

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