三維掃描儀掃出來的模型在creo中如何修改?

cheyao   2016-10-11 14:51:49

這是關(guān)于creo 逆向工程建模的問題, 先用掃描儀掃出的3d數(shù)據(jù)(3D點(diǎn)云) 進(jìn)行3D建模(逆向還原), 再在此基礎(chǔ)上做3D修改。

Creo Parametric 逆向建模的具體流程如下:


1.點(diǎn)階段  


幾何形狀的逆向,首先需要有點(diǎn)數(shù)據(jù)。點(diǎn)數(shù)據(jù)是通過三座標(biāo)掃描儀測量得到的,三座標(biāo)測量儀可以是機(jī)械接觸式的,也可以是激光或光學(xué)照相測量儀,一般來說,機(jī)械式測量時(shí)受工件形狀的限制較大,某些部位可能不容易測量到,導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)不完整,光學(xué)測量儀對工件的形狀適應(yīng)性好,測量的數(shù)據(jù)可能包含的噪音比較大等。這樣測量得到的大批量的點(diǎn)數(shù)據(jù)通常也稱為點(diǎn)云數(shù)據(jù)。  


Creo Parametric 逆向點(diǎn)階段的主要功能與流程如下:


點(diǎn)云的輸入 


Creo Parametric 支持測量機(jī)提供的各類測量數(shù)據(jù)格式,如 .pts, .ibl, .vtx, .acs, .igs, .vda, .stl, .wrl, .asc, .obj 等。一些類型的數(shù)據(jù)只是包括點(diǎn)的三維坐標(biāo)如 .pts, .ibl 等,但一些數(shù)據(jù)如 .acs, .stl等可能已經(jīng)包含小平面的信息,這樣可以直接跳過包絡(luò)階段和小平面階段而直接進(jìn)入曲面階段. 


點(diǎn)云外圍點(diǎn)與點(diǎn)云噪音的處理 


測量數(shù)據(jù)中不可避免的會(huì)帶入一些不屬于工件的數(shù)據(jù),部分可以通過選擇后刪除,對于遠(yuǎn)離主要數(shù)據(jù)區(qū)的點(diǎn),還可以通過自動(dòng)選擇來刪除。


外圍點(diǎn)的選擇和刪除  


點(diǎn)云數(shù)據(jù),特別是光學(xué)測量的數(shù)據(jù)往往會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)漂移,即產(chǎn)生噪音,可以通過降噪處理來處理。降噪處理也可以在后續(xù)小平面階段進(jìn)行。


點(diǎn)云孔的處理  


對于缺少數(shù)據(jù)的部分,可以通過填充孔功能處理,可以處理封閉區(qū)域,也可以處理非封閉區(qū)域的缺少部分。 


點(diǎn)云的過濾  


對于數(shù)據(jù)量比較大,或者數(shù)據(jù)在各個(gè)方向上密度不一致的情況,需要用點(diǎn)云數(shù)據(jù)過濾的方法來處理,過濾分指定間距過濾、根據(jù)曲率過濾和隨即過濾。在系統(tǒng)處理速度允許的情況下,盡量保留多的點(diǎn),有利于后續(xù)的處理。 


2.包絡(luò)階段  


包絡(luò)階段是將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成連接各相鄰數(shù)據(jù)點(diǎn)的小三角面片。有兩種方法處理包絡(luò),即包絡(luò)和小平面,包絡(luò)擅長處理非均布的數(shù)據(jù),而小平面處理方式速度快并占用更小的內(nèi)存。一般推薦使用小平面處理方式,僅當(dāng)處理結(jié)果不理想時(shí)再使用包絡(luò)方式處理,有更多的處理手段如按長度選擇三角面、壓淺、穿透、壓深、移除幅板、精調(diào)等功能。


3.小平面階段  


包絡(luò)產(chǎn)生的三角面模型,可以在小平面階段進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整. 


選擇性的刪除部分三角面


堵孔處理  


用來填補(bǔ)應(yīng)數(shù)據(jù)不完整而引起的三角面模型缺失。該部分操作也能在點(diǎn)處理階段實(shí)現(xiàn),可以得到類似的效果。對于比較大區(qū)域,而且相對曲率變化比較簡單的區(qū)域可以在點(diǎn)階段處理,可以得到更好的效果。


整理三角面模型,即類型于點(diǎn)階段的降噪處 


需要注意的是,降噪處理會(huì)改變模型的形狀,需要特別注意,對于曲率變化比較小的模型選擇自由曲面類型進(jìn)行降噪,對于曲率變化比較大的模型使用機(jī)械類型進(jìn)行處理。可以選擇部分模型或整個(gè)模型進(jìn)行處理。


分樣功能  


在保證一定模型質(zhì)量的前提下,減少三角面片的數(shù)量。對于比較大的模型應(yīng)該使用這個(gè)功能以減小系統(tǒng)的內(nèi)存與CPU占用??梢赃x擇部分模型或整個(gè)模型進(jìn)行處理。


偏移  


可以對現(xiàn)有的三角面片產(chǎn)生一個(gè)偏移的三角面片模型或加厚的封閉三角面片模型。


修剪  


可以用選定的基準(zhǔn)平面或曲面裁減三角面片模型,得到平整的邊界。 


生成集管  


處理三角面片模型中不連續(xù)的部分,使成為一個(gè)連續(xù)的三角面片模型或封閉的三角面片模型。只有完成了這一步才能進(jìn)行下一步的曲目階段。


對稱平面的創(chuàng)建  


對于對稱件,系統(tǒng)可以自動(dòng)尋找對稱平面,為下一步的曲面階段提供方便。


4.曲面階段   


這個(gè)階段基于三角面片模型創(chuàng)建CAD曲面模型。逆向,實(shí)際上是理解原形的設(shè)計(jì)理念,很大程度上是一個(gè)再創(chuàng)作的過程,Creo Parametric 也將之稱為 Restyle 重新造型。有三種方法來創(chuàng)建曲面,三種方法可以混合或交互使用。


1)全自動(dòng)曲面生成。該功能主要用于生成如前文兔子樣的玩具模型、骨骼模型等,這類模型對于模型曲面的光滑性要求相對較低。 


2)手動(dòng)控制的自由曲面生成。


多種方法的曲線構(gòu)造:直接在三角面片模型上創(chuàng)建曲線,并進(jìn)行挑整;與平面相交曲線;捕捉點(diǎn)創(chuàng)建曲線;曲線投影;邊界曲線;曲率特征線等。  


區(qū)域劃分:可以對三角面片模型進(jìn)行區(qū)域劃分,以進(jìn)行后續(xù)的基于區(qū)域的曲面逼近或重構(gòu)。 


基于曲線構(gòu)造曲面,或直接在三角面片模型上構(gòu)造曲面。  


逼近測量數(shù)據(jù),并進(jìn)行無差分析。根據(jù)需要調(diào)整曲面的階次,在曲面光順性與誤差之間尋找平衡。 


曲面的連接對齊處理,如相切或曲率連續(xù)等。  


曲面延伸、曲面裁減與曲面相交連接等。 


3) 參數(shù)化解析曲面的生成  


對于如下圖所示的一些規(guī)范類幾何,Creo Parametric 可以直接建立參數(shù)化解析曲面。可以創(chuàng)建平面、圓柱面、圓錐面、旋轉(zhuǎn)面、拉伸面等。并且已經(jīng)參數(shù)化,可以做適當(dāng)修改。


5. 后續(xù)整理  


完成主要面的逆向以后,需要對面進(jìn)行延伸、裁減,然后合并成右下圖的產(chǎn)品模型,一些細(xì)小的圓角在完成合并后,用普通的 Creo Parametric 圓角特征處理。

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