《三維數(shù)字化設(shè)計與制造》任務(wù)1數(shù)據(jù)采集目錄3.1.1軟硬件選配13.1.2產(chǎn)品測繪23.1.1軟硬件選配手持激光掃描儀BYSCAN510配套掃描軟件ScanViewer3.1.2產(chǎn)品測繪具體掃描步驟與過程可參考渦輪葉片的掃描過程。貼標(biāo)記點開始掃描前，先在擠牙膏器的正反面上都貼上標(biāo)記點，自動擠牙膏器內(nèi)部有許多的筋板組成，所以在貼點的時候注意不要使標(biāo)志點太接近于筋板或是邊緣。因為在貼標(biāo)志點的地方，掃描完成后會形成一個空洞，如圖4?2所示。圖42貼標(biāo)記點2.掃描標(biāo)記點（1）打開手持激光掃描儀BYSCAN510的配套掃描軟件ScanViewer。（2）在掃描控制面板中，將【掃描解析度設(shè)置】設(shè)為1mm，將【曝光參數(shù)設(shè)置】設(shè)為1ms，選中【標(biāo)記點】選項后單擊【開始】按鈕，如圖4-3所示。圖4?3掃描標(biāo)記點的參數(shù)設(shè)置（3）如圖4?4所示，擺放好蝸輪葉片，將掃描儀正對渦輪葉片，按下掃描儀上的掃描鍵，開始掃描。掃描過程中的軟件界面如圖4?5所示。掃描完成后進(jìn)行保存。圖4?4擺放好擠牙膏器圖45掃描標(biāo)志點時的軟件界面3.掃描激光點（1）在掃描控制面板中，將【掃描解析度設(shè)置】設(shè)為0.3mm，將【曝光參數(shù)設(shè)置】設(shè)為2.1ms，單擊【開始】按鈕，開始掃描如圖46所示。圖46掃描激光點的參數(shù)設(shè)置（2）按下掃描儀上的掃描鍵，開始掃描。掃描過程中的軟件界面如圖4?7所示。圖4?7掃描激光點時的軟件界面由于工件較小，可以拿在手中，切換到單束激光掃描的模式。單束光和多束光交替使用，有助于掃描到葉片之間的區(qū)域，如圖4?8、圖4?9所示。圖4?8單束激光掃描圖4?9多束光與單束光掃描（3）掃描完成后，按下掃描儀上的掃描鍵停止掃描，再點擊掃描軟件上的【暫停】按鈕。使用套索工具選中掃描到的無關(guān)數(shù)據(jù)，按下鍵盤上的delete鍵將其刪除，如圖4?10所示。圖410選中并刪除無關(guān)數(shù)據(jù)（4）掃描完成后，單擊【工程】選項卡中的【生成網(wǎng)格】按鈕，系統(tǒng)開始生成網(wǎng)格，并顯示進(jìn)度條，如圖4?11所示。圖

4?11生成的擠牙膏器網(wǎng)格模型（5）單擊【網(wǎng)格】選項卡中的【保存】按鈕，在彈出的下拉列表中選擇【網(wǎng)格文件（*.STL）】。彈出【另存為】對話框，選擇保存路徑并輸入文件名后，單擊【保存】按鈕，如圖4?12所示。圖4?12保存為STL文件（6）下蓋的掃描與上蓋相似，掃描完成后進(jìn)行保存，如圖4?13、圖4?14所示。圖4?13擠牙膏器蓋實際掃描圖4?14擠牙膏器下蓋掃描軟件界面《三維數(shù)字化設(shè)計與制造》感謝聆聽《三維數(shù)字化設(shè)計與制造》任務(wù)2數(shù)據(jù)處理目錄3.2.1導(dǎo)入模型13.2.2擠牙膏器上蓋掃描數(shù)據(jù)處理23.2.3擠牙膏器下蓋掃描數(shù)據(jù)處理31）打開軟件。單擊“開始”菜單中的GeomagicDesignX程序，或雙擊桌面上的圖標(biāo)，啟動GeomagicDesignX應(yīng)用軟件。2）導(dǎo)入模型。單擊界面左上方的【導(dǎo)入】按鈕，選擇掃描生成的模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入到GeomagicDesignX軟件。3.2.1導(dǎo)入模型1）單擊【多邊形】模塊中的【修補精靈】按鈕，彈出【修補精靈】對話框，軟件會自動檢索面片模型中存在的各種缺陷，如非流形頂點、重疊單元面、懸掛的單元面、交差單元面等。如圖316所示，單擊【OK】按鈕，軟件自動修復(fù)檢索到的缺陷。圖316使用【修補精靈】自動修復(fù)面片缺陷3.2.2擠牙膏器上蓋掃描數(shù)據(jù)處理2）通過旋轉(zhuǎn)、平移、放大、縮小等方式觀察模型，查找是否存在缺陷，圖317a所示為其中一處缺陷。圖317修復(fù)存在缺陷的區(qū)域選擇缺陷區(qū)域如圖317b所示，按Delete鍵刪除選中數(shù)據(jù)如圖317c所示。單擊【多邊形】模塊中的【填孔】按鈕，彈出圖318所示的對話框，選擇如圖317d所示的孔，參數(shù)設(shè)置保持默認(rèn)，單擊【OK】按鈕完成操作，效果如圖317e所示。通過【填孔】對其他缺陷處的孔進(jìn)行填充，如圖319所示。圖318【填孔】對話框圖319填孔3）單擊【多邊形】模塊中的【加強形狀】按鈕，彈出如圖320所示對話框。這三個選項都保持默認(rèn)數(shù)值，然后單擊【OK】按鈕完成操作。加強形狀用于銳化面片上的尖銳區(qū)域（棱角），同時平滑平面或圓柱面區(qū)域，提高面片的質(zhì)量。4）選中擠牙膏器上蓋，選擇【菜單】/【文件】/【輸出】，彈出【輸出】對話框如圖321a所示，單擊【OK】按鈕進(jìn)行輸出，如圖321b所示。1）單擊【多邊形】模塊中的【修補精靈】按鈕，軟件自動修復(fù)檢索到的缺陷，如圖322所示。圖322使用【修補精靈】自動修復(fù)面片缺陷3.2.3擠牙膏器下蓋掃描數(shù)據(jù)處理2）單擊【多邊形】模塊中的【填孔】按鈕，選擇所需填充的孔，參數(shù)設(shè)置保持默認(rèn)，單擊【OK】按鈕完成操作，如圖323所示。圖323填孔3）單擊【多邊形】模塊中的【加強形狀】按鈕，參數(shù)保持默認(rèn)數(shù)值，進(jìn)行加強形狀。4）選中擠牙膏器下蓋，選擇【菜單】/【文件】/【輸出】，彈出【輸出】對話框如圖324a所示，單擊【OK】按鈕進(jìn)行輸出，如圖324b所示。圖324輸出擠牙膏器下蓋《三維數(shù)字化設(shè)計與制造》感謝聆聽《三維數(shù)字化設(shè)計與制造》任務(wù)3逆向造型目錄3.3.1導(dǎo)入模型13.3.2確定坐標(biāo)23.3.3擠牙膏器下蓋逆向造型33.3.4擠牙膏器上蓋逆向造型43.3.5細(xì)節(jié)處理51.分別導(dǎo)入擠牙膏器的上下蓋的掃描文件。更改一個掃描文件的顏色便于區(qū)分上下蓋，如圖4?15所示。圖4?15導(dǎo)入掃描文件3.3.1導(dǎo)入模型2.根據(jù)個人習(xí)慣，可將片體顏色進(jìn)行更改，使后續(xù)創(chuàng)建的片體為藍(lán)色，便于觀察，如圖4?16所示。圖4?16更改片體顏色3.3.2確定坐標(biāo)1.通過【基本曲線】命令中的【直線】功能，選擇【點在面上】，分別創(chuàng)建兩條直線，如圖4?17所示。圖4?17創(chuàng)建直線2.將創(chuàng)建的兩條直線通過【掃掠】命令，生產(chǎn)面，并通過【擴(kuò)大】命令進(jìn)行調(diào)整，如圖4?18所示。圖4?18掃掠后調(diào)整面大小3.暫定創(chuàng)建的平面為水平面。通過【格式】

【W(wǎng)CS】【定向】命令，類型選擇【自動判斷】，捕捉點注意點選【面上的點】，點擊3個大致成90°的點，如圖4?19所示。圖4?19定向4.通過【基本曲線】命令中的【直線】功能，在下蓋側(cè)面繪制一條直線。完成后通過【投影曲線】命令將直線投影至XC-YC平面，如圖4?20所示。圖4?20繪制直線并投影5.通過【格式】

【W(wǎng)CS】【定向】命令，首先點擊X軸，再點擊投影直線，使X軸方向與投影直線方向呈平行狀態(tài)，如圖4?21所示。圖4?21X軸定向6.通過【拉伸】命令，拉伸之前已經(jīng)創(chuàng)建的直線，并測量與另一側(cè)的距離，如圖4?22所示。圖

4?22拉伸并測量距離7.通過【偏置曲面】命令將面進(jìn)行偏置測量距離的一半。并可通過【變換】命令，將面鏡像至另一側(cè)觀察結(jié)果，如圖4?23、圖4?24所示。圖4?23偏置曲面圖4?24鏡像面8.通過【基本曲線】中的【圓弧】功能，選擇面上的點創(chuàng)建圓弧，并通過【曲線長度】命令進(jìn)行延長，如圖4?25所示。圖4?25創(chuàng)建曲線9.通過【規(guī)律延伸】命令，進(jìn)行拉伸，并以XC-ZC平面進(jìn)行修剪，如圖4?26所示。圖4?26規(guī)律延伸并修剪10.將面鏡像至另一側(cè)。通過【基本曲線】中的【圓弧】功能，選擇兩端點作為起點和終點，重新繪制圓弧，以保證關(guān)于XC-ZC平面對稱。并在此通過【規(guī)律延伸】命令進(jìn)行拉伸，適當(dāng)調(diào)整曲面大小，如圖4?27所示。圖4?27規(guī)律延伸并修剪12.至此零件的中心確定完成，可以通過保存坐標(biāo)系或者添加方塊等方式，也可根據(jù)個人習(xí)慣進(jìn)行標(biāo)記創(chuàng)建，用于標(biāo)記坐標(biāo)系，防止坐標(biāo)系丟失，如圖4?29所示。圖

4?29標(biāo)記坐標(biāo)3.3.3擠牙膏器下蓋逆向造型1、擠牙膏器下蓋主體部分1.通過【基本曲線】命令中的【直線】功能。在側(cè)面繪制直線，并通過【規(guī)律延伸】命令進(jìn)行拉伸。并對兩個片體進(jìn)行修剪，如圖4?30所示。圖430創(chuàng)建片體并修剪2.通過【變換】命令將片體進(jìn)行鏡像觀察。觀察存在一定偏差，計劃將其進(jìn)行均分，如圖4?31所示。圖4?31觀察發(fā)現(xiàn)片體存在一定偏差3.將原始面通過【偏置曲面】功能向內(nèi)偏置0.15mm，再次進(jìn)行鏡像觀察結(jié)果，如圖4?32、圖4?33所示。圖4?32偏置曲面圖4?33重新鏡像面4.觀察頂面部分面與底面為平行關(guān)系，大致測量距離后，通過【偏置曲面】命令，將底面向上偏置一定距離，如圖4?34所示。圖4?34偏置曲面5.通過【基本曲線】命令中的【直線】功能，在兩斜面處分別創(chuàng)建兩條平行于YC方向的直線，并通過規(guī)律延伸命令進(jìn)行拉伸，如圖4?35所示。圖4?35創(chuàng)建片體6.通過【修剪體】、【修剪片體】命令進(jìn)行修剪。如果長度不夠，可通過【延伸片體】命令進(jìn)行延伸。直至最終修剪完成，并將其通過【縫合】命令縫合成實體，如圖4?36所示。圖4?36創(chuàng)建實體7.觀察實際產(chǎn)品，判斷其應(yīng)對稱。將右側(cè)平面擴(kuò)大后鏡像至左側(cè)，觀察貼合情況。測量發(fā)現(xiàn)偏差為0.1mm左右，符合要求。通過【替換面】命令將面進(jìn)行替換，如圖4?37所示。圖4?37鏡像后替換面8.接下來繪制凸臺特征。通過【基本曲線】命令中的【直線】功能，繪制一條平行于YC軸方向的直線，并進(jìn)行拉伸，如圖4?38所示。圖4?38創(chuàng)建直線并拉伸9.將面鏡像至另一側(cè)，此處為擠牙膏器實際使用時用于貼在墻上。因此不是關(guān)于坐標(biāo)系對稱，通過【偏置曲面】命令進(jìn)行偏置調(diào)整，如圖4?39所示。圖4?39鏡像后偏置曲面10.測量凸臺頂部距離后，通過【偏置曲面】命令進(jìn)行偏置，如圖4?40所示。圖4?40偏置曲面11.通過【加厚】命令進(jìn)行加厚，在通過【替換面】命令進(jìn)行替換，如圖4?41所示。圖4?41創(chuàng)建凸臺12.通過【偏置面】命令將頂面向下偏置1mm，再通過【拆分體】命令對實體進(jìn)行拆分，如圖4?42所示。圖4?42偏置后拆分體13.可通過測量距離命令大致測量距離，通過【偏置面】命令對四周的面進(jìn)行偏置，如圖4?43所示。圖4?43偏置面14.通過【拔模】命令對凸臺進(jìn)行拔模，大小3°左右，便于產(chǎn)品脫模，如圖

4?44所示。

圖4?44拔模15.通過【邊倒圓】命令，根據(jù)貼合情況進(jìn)行產(chǎn)品的倒圓角處理，如圖4?45所示。圖4?45邊倒圓16.分析壁厚大小，通過【抽殼】命令對實體進(jìn)行抽殼，如圖

4?46所示。

圖4?46分析壁厚并抽殼17.通過【基本曲線】命令中的【直線】功能，創(chuàng)建直線，并拉伸成面，如圖4?47所示。圖4?47創(chuàng)建面18.通過【修剪體】命令，將面修剪后進(jìn)行縫合。通過【拆分體】命令將實體進(jìn)行拆分，并倒1.5mm圓角，如圖4?48所示。圖4?48修剪體2.擠牙膏器下蓋內(nèi)部特征1.通過【基本曲線】命令中的【圓弧】功能。取消勾選線串模式，勾選整圓。雙擊圓弧觀察圓的直徑大小，大概為6.5mm，如圖4?49所示。圖4?49創(chuàng)建圓2.通過【基本曲線】命令中的【直線】功能，捕捉圓弧圓心，繪制一條過圓心且平行于Z軸方向的直線。再通過【管道】命令，創(chuàng)建直徑6.5mm的管道，如圖4?50所示。圖4?50創(chuàng)建管道3.通過【擴(kuò)大】命令創(chuàng)建底面的平面，測量分析后，通過【偏置曲面】命令將面向下偏置1mm，如圖4?51所示。圖4?51偏置面4.通過【替換面】命令將圓柱頂面進(jìn)行替換，如圖4?52所示。圖4?52替換面5.通過【拉伸】命令將圓柱的中心線進(jìn)行拉伸，再通過【加厚】命令兩邊各加厚0.5mm，如圖4?53所示。圖4?53拉伸并加厚6.通過【替換面】命令，進(jìn)行多次替換。替換完成后，添加0.3°的拔模，如圖4?54、圖4?55所示。圖4?54替換面圖4?55拔模7.通過【管道】命令，創(chuàng)建4mm的圓柱，偏置一個距頂面2mm的面，修剪后進(jìn)行求差，并添加一定的拔模角度，如圖4?56所示。圖4?56特征創(chuàng)建8.通過【移動對象】命令，將特征進(jìn)行復(fù)制移動。再通過【變換】命令鏡像至另一側(cè)，如圖4?57所示。圖4?57鏡像特征9.通過【基本曲線】命令中的【直線】功能。創(chuàng)建一條直線，角度為0.1。再進(jìn)行加厚處理，頂部接近掃描數(shù)據(jù)，并對另一側(cè)也添加0.1的拔模，如圖4?58所示。圖

4?58加厚10.再創(chuàng)建其他位置貼合筋板的面進(jìn)行修剪、求差，并進(jìn)行倒圓角處理，如圖4?59所示。圖

4?59筋板通過【移動對象】命令將筋板進(jìn)行移動復(fù)制到合適位置，如圖

4?60所示。

圖4?60移動對象12.根據(jù)數(shù)據(jù)，創(chuàng)建平面對中間兩塊筋板進(jìn)行修剪，如圖4?61所示。圖4?61修剪體13.與之前筋板的創(chuàng)建方法相同，通過【規(guī)律延伸】、【加厚】、【替換面】等命令創(chuàng)建剩余筋板，如圖4?62所示。圖4?62創(chuàng)建筋板14.創(chuàng)建3個面后，通過【面倒圓】命令進(jìn)行片體倒圓，縫合后，通過【修剪體】命令進(jìn)行修剪，如圖4?63所示。圖4?63修剪體15.另一處以同樣的方法創(chuàng)建片體，并進(jìn)行修剪，如圖4?64所示。圖4?64修剪體16.通過【基本曲線】命令中的【圓弧】功能，通過三點創(chuàng)建整圓，查看圓的大小。捕捉該圓弧的圓心，創(chuàng)建一條平行于XC軸方向的直線，并根據(jù)之前的分析測量，創(chuàng)建4mm的管道，進(jìn)行求差，如圖4?65所示。圖4?65制作孔17.通過【拉伸】命令，將圓柱的軸線沿Y軸方向進(jìn)行拉伸，創(chuàng)建兩個平面。通過【相交曲線】命令求取交線，如圖4?66所示。圖4?66拉伸并求取交線18.通過【直紋】命令創(chuàng)建面。再通過【加厚】命令進(jìn)行加厚，并拔模0.3°，如圖4?67所示。圖

4?67創(chuàng)建面并加厚19.創(chuàng)建片體，縫合后進(jìn)行修剪，如圖4?68所示。圖4?68修剪體20.至此，擠牙膏器下蓋逆向造型基本完成，還有部分特征制作，如圖4?69所示。圖4?69擠牙膏器下蓋基本完成3.3.4擠牙膏器上蓋逆向造型1.將下蓋主體部分鏡像至另一側(cè)，觀察發(fā)現(xiàn)與掃描數(shù)據(jù)較為貼合，如圖4?70所示。圖4?70觀察下蓋鏡像后與上蓋貼合情況2.以下蓋圓柱體的中心線為基礎(chǔ)，參考之前下蓋相同部分的創(chuàng)建方式，創(chuàng)建上蓋圓柱及筋板特征，如圖4?71所示。圖4?71創(chuàng)建上蓋圓柱及筋板特征3.為保證配合，需保證小圓柱的頂面與大圓柱的底部貼合，如圖4?72所示。圖4?72上下面需貼合4.通過【抽取幾何特征】，抽取3個面，如圖4?73所示。圖4?73抽取面5.該部分的形狀較為簡單，無復(fù)雜曲面，與之前下蓋特征的創(chuàng)建方法相似。完成上蓋該部分內(nèi)部特征的創(chuàng)建，如圖4?74所示。圖4?74內(nèi)部特征創(chuàng)建6.通過【基本曲線】命令中的【圓弧】功能。捕捉圓心繪制一條平行于Z軸方向的直線。但該軸線并不能保證在YC-ZC平面上，需進(jìn)一步處理，如圖4?75所示。圖4?75創(chuàng)建軸線7.通過【相交曲線】或【投影曲線】等方式，生成在YC-ZC平面上的線，如圖4?76所示。圖4?76創(chuàng)建直線8.接下來細(xì)化該處特征，如圖4?77所示。圖

4?77創(chuàng)建特征9.創(chuàng)建圓弧，拉伸后對半切除，鏡像至另一側(cè)后重新通過3點（起點和終點選擇兩端點）繪制圓弧，并拉伸，如圖4?78所示。圖4?78創(chuàng)建圓弧10.將拉伸的片體，鏡像至另一側(cè)，上下實體均進(jìn)行修剪，并倒圓角，如圖4?79所示。圖

4?79處理擠牙膏器頂部特征3.3.5細(xì)節(jié)處理擠牙膏器上下蓋大致建模完成后，對模型進(jìn)行細(xì)化處理，如：倒圓角、抽殼、替換面等操作，并制作出配合卡扣，如圖4?80、圖4?81所示。圖4?80卡扣處理圖4?81擠牙膏器逆向造型完成《三維數(shù)字化設(shè)計與制造》感謝聆聽《三維數(shù)字化設(shè)計與制造》任務(wù)4產(chǎn)品分析比對目錄3.4.1數(shù)據(jù)的導(dǎo)入13.4.2初始模型對齊23.4.3最佳擬合對齊33.4.43D比較43.4.52D比較5目錄4.3.1導(dǎo)入模型73.4.7橫截面83.4.8標(biāo)注功能93.4.9生成報告103.4.10報告輸出113.4.1數(shù)據(jù)的導(dǎo)入可將數(shù)據(jù)直接拖至軟件窗口或在工具條導(dǎo)入功能直接導(dǎo)入模型與掃描數(shù)據(jù)，點擊導(dǎo)入，將CAD數(shù)模與掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入，如圖4?82所示。圖4?82導(dǎo)入數(shù)據(jù)3.4.2初始模型對齊點擊初始對齊功能，勾選利用特征識別提高對齊精度，點擊OK確認(rèn)使掃描數(shù)據(jù)與CAD數(shù)模通過特征自動對齊，如圖4?83所示。圖4?83初始對齊3.4.3最佳擬合對齊初始對齊使通過零件的特征自動對齊的，不是最佳的擬合狀態(tài)，所以我們通過最佳擬合對齊功能，點擊OK讓掃描數(shù)據(jù)與CAD數(shù)模對齊到最佳狀態(tài)，如圖4?84所示。圖4?84最佳擬合對齊3.4.43D比較點擊“3D比較”進(jìn)行3D數(shù)據(jù)比對功能，如圖

4?85所示。

圖4?853D比較點擊進(jìn)入下一個階段，點擊確定。注意：點擊右側(cè)色布圖，將誤差設(shè)置到0.1mm，如圖4-86、圖4-87所示。圖4?863D比較顏色顯示圖4?873D比較直方圖3.4.52D比較通過【平面】功能創(chuàng)建中心面，如圖4?88所示。圖4?88創(chuàng)建平面點擊2D比較功能，跳出如下對話框，如圖

4?89所示。

圖4?892D比較圖4?902D比較下一階段以之前創(chuàng)建的基準(zhǔn)平面截取橫截面，點擊進(jìn)入下一個階段確認(rèn)，如圖4-90所示。圖4?91偏差顯示勾選使用指定公差。鼠標(biāo)左鍵點擊線框邊間，自動顯示數(shù)模與掃描數(shù)據(jù)橫截面之間的偏差值，完成之后點擊確認(rèn)，如圖4-91所示。3.4.6比較點點擊比較點功能，跳出如下對話框，選擇默認(rèn)參數(shù)，如圖4?92所示。圖

4?92比較點鼠標(biāo)左鍵點擊色布圖顏色偏離比較深的區(qū)域，自動顯示偏差值，確定完成之后點擊完成，如圖493所示。圖4?93顯示偏差值3.4.7橫截面點擊【菜單】→【插入】→【橫截面】，彈出相交斷面對話框，以之前創(chuàng)建的平面截取截面線，如圖4?94所示。圖

4?94相交斷面點擊進(jìn)入下個階段，自動跳至尺寸標(biāo)注界面，如圖4-95所示。圖4?95尺寸標(biāo)注界面3.4.8標(biāo)注功能1.智能尺寸創(chuàng)建長度、半徑、橢圓或角度尺寸。正確的尺寸類型是根據(jù)您的選擇在上下文中選出，如圖4?96所示。圖4?96智能尺寸2.長度尺寸測量所選目標(biāo)實體之間的長度尺寸，如圖4?97所示。圖4?97長度尺寸3.角度尺寸測量所選目標(biāo)實體之間的角度尺寸，如圖4?98所示。圖4?98角度尺寸4.半徑尺寸測量目標(biāo)實體的半徑