第43卷第2期 Vol. 43No.2
钣压技木
FORGING & STAMPING TECHNOLOGY
三维曲面网状冲压件逆向建模的研究
阮诗颂"，王渊明2，裴永生！
2018年2月 Feb.2018
（1.燕山大学车辆与能源学院，河北秦皇岛066004；2.秦皇岛烟草机械有限责任公司，河北秦皇岛066004）
摘要：探索运用逆向工程来构建三维曲面网状冲压件的三维数学模型。该方法使用激光三坐标扫捕测量仪对三维曲面网状冲压件进行非接触式测量，得到三维曲面网状冲压件的点云数据，再运用Geomagie对点云完成数据拟合，得到三维曲面网状冲压件的数字化模型。
相比于以三坐标测量机（CMM）为代表的传统测量网状冲压件三维坐标的接触式坐标测量方法存在的测
量速度慢、测量精度不高的不足，激光三坐标扫捕测量仪测量的速度更快，测量的精度更高。且Geomagie对点云完成数据拟合得到的数字化三维模型更贴合实际的模型，表明该方法切实可行。
关键词：逆向工程；激光三坐标扫描；点云数据拟合；网状冲压件；Geomagic DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2018. 02. 030
中图分类号：TG301
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2018）02-0182-04
Researchonreversemodelingof3Dcurvedmeshstampingpart
Ruan Shisong', Wang Yuanming', Pei Yongsheng
(1. College of Vehicles and Energy, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China;
2. Qinhuangdao Tobacco Machinery Co. , Lid. , Qinhuangdao 066004, China)
Abstract : The three-dimensional mathematical model of 3D mesh stamping part constructed by reverse engineering was explored. In this method, the 3D mesh stamping part was non-contact measured by laser three-coordinate scanning measuring instrument, and the point cloud data of 3D mesh stamping part was obtained. Then the data fiting for point cloud was completed by Geomagic, and the digital model for 3D mesh stamping part was obtained. Compared to disadvantages of slow speed and poor aceuracy of the traditional contact measure-ment for 3D mesh stamping parts, such as the three-coondinate measuring machine ( CMM) , the speed is faster and the precision is high-er by the laser three-coondinate scanning measuring instrument. In addition, the digital 3D model data fitted by Geomagic is closer to the actual model which showes the feasibility of the proposed method.
Key words : reverse engineering; laser three-coordinate scanning; point cloud data fitting; mesh stamping part; Geomagic
随着工业对复杂曲面设计要求的增加以及轻量化的要求，有些薄板冲压件开始采用网状冲压件，如图1所示。在构建网状冲压件数字化三维模型问题上，传统的建模方法已经不能满足工业设计的要求，因此逆向工程应运而生]。逆向工程也称反求工程，是根据实物模型测得的数据构造出数字化三维模型，继而将这些模型和设计表征用于产品的分析和制造，并且可以通过对重构模型特征参数的调整和修改来达到对实物模型的逼近或优化，以满足
收稿日期：20170905；修订日期：20171226
基金项目：河北省自然科学基金资助项目（E2015203002）；泰皇
岛市科学技术研究与发展计划项目（201701B039）作者简介：既诗项（1993-），男，颈土研究生 E-mail: 1475425304@ qq. com
通讯作者：裴永生（1973-），男，博士，副教投万方数据il：peisan8554@q:com
后续的加工要求，其是从数字化点的产生到数字化三维模型的一个推理过程[2]
因此，发现本文针对曲面网状冲压件采用逆向建模的方法，就非数字化的三维曲面网状冲压件的建模过程展开研究，主要包括激光三坐标扫描仪的扫描过程以及利用点云数据对三维曲面网状冲压件曲面的拟合过程，最后得到合理的三维模型。
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激光三坐标扫描仪
传统测量网状冲压件三维坐标的方法是以CMM
为代表的接触式坐标测量仪，但是该设备测量速度慢，容易划伤物体表面并且存在接触压力和半径补偿等问题。三维激光扫描仪可以获取实物模型的三维坐标信息而不用接触构件表面，避免了在高精度