第9期 2017年9月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2017)09013903
D0I:10.13462/j.cnki.mmtamt.2017.09.036
No.9 Sep.2017
基于Geomagic studio的3D草图提取与混合建模
徐永昌，成思源’，丛海宸，张湘伟
（1.广东工业大学机电工程学院，广州510006；2.广东理工学院，广东肇庆526100）
摘要：目前，逆向工程技术已广泛应用于产品的复制、仿制、改进和创新设计，是消化吸收先进技术和缩短产品设计开发周期的重要技术手段。对逆向工程中现有的曲面重建方法进行了研究，提出一种基于3D草图提取与混合建模的曲面重建新思路。3D草图由截面曲线、边界曲线和特征曲线组成，包含了原始设计意图和详细的曲面重建信息。以Geomagicstudio软件为平台，提取了3D草图，然后将3D草图交换至SolidWorks中进行正向的参数化曲面重建，为基于逆向工程的复杂曲面重建和再设计提供了一种新的途径。
关键词：逆向工程；3D草图；Geomagicstudio；混合建模
中图分类号：TH132TG506
文献标识码：A
3D SketchExtraction and Mixed ModelingBased on Geomagic Studio XU Yong-chang',CHENG Si-yuan',CONG Hai-chen',ZHANG Xiang-wei
(1. College of Electromechanics Engineering,Guangdong University of Technology,Guangzhou 510006, China; 2. Guangdong Polytechnic College,Zhaoqing Guangdong 526100, China)
Abstract : At present, reverse engineering technology has been widely used in the production' s copy , imita-tion, improvement and innovative design, which is an important technical means for the digestion and ab-sorption of advanced technology and shorten the product design and development cycle. Based on the study of existing surface reconstruction methods in reverse engineering, a surface reconstruction method based on the 3D sketch extraction and mixed modeling is proposed. 3D sketch is composed of cross section curves, boundary curves and characteristic curve, which contains detailed design intent and information on surface reconstruction. Used Geomagic studio software as a platform, the 3D sketch is extracted, then exchanged to solidWorks for parametric surface reconstruction, which provides a new way for the surface reconstruction and innovative design of the product.
Key words: reverse engineering;3D sketch;geomagic studio;mixed modeling
0引言
逆向工程，也称逆向设计、反求工程。逆向工程包括了几何形状反求、工艺反求和材料反求等。目前，国内外对逆向工程的研究是以还原设计意图以及面向再设计的逆向建模技术为主要内容。其中曲面重建是逆向建模技术的研究重点，普遍采用的曲面重建方法主要有两种，分别为基于截面线的方法和基于面的方法[2]。基于面的方法是指对点云数据直接进行微分几何属性估算，然后将特征曲面、几何规则和约束抽取出来，再重建各自由曲面，最后通过三维特征间的拓扑约束和全局优化来生成最终的曲面模型。基于截面线的方法是指首先通过切片获得若于组截面数据，然后对于每一组截面数据构造一条曲线，最后通过拉伸、旋转、扫掠或特征对应的蒙皮等方式来设计生成曲面模
型[3]。
现有的曲面重建方法重建的精度比较高，但不能体现原始的设计意图，不利于进行产品的再设计。草图是常见的设计意图表现方式，在正向设计中草图是特征生成和修改的基础，可以由草图创建的特征常见的有拉伸、旋转、扫掠、放样及蒙皮特征等[4]。Maura Mengoni等通过研究产品设计中表达创意的二维草图，提出了提取产品模型数据中体现设计意图的3D 草图的方法。3D草图由模型的边界曲线、特征曲线和截面曲线组成，对应于产品的设计意图，体现产品的功能特征和美学特征3]。本文在基于截面线的曲面重构基础上，提出了基于3D草图的曲面重建方法。相比于基于截面线的曲面重建方法，基于3D草图的曲面重建包含了更详细的曲面重建信息，对含有复杂边界
收稿日期：2016-10-27；修回日期：2016-11-24
*基金项目：广东省科技计划项目（2011A060901001,2014.A040401078）；广东省研究生教育创新计划项目（2015SFKC23）
作者简分务数据992—），男，湖北襄阳人，广东工业大学硕士研究生，研究方向为道向工程，（E-mail）xyexy92@163.com