实训项目指导书.docx

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实训项目指导书

实训项目一三维数据测量与处理

一、工作任务

完成实物的三维数据测量及数据处理，生成多边形模型。

二、工作方法

采用三维测量设备对实物进行测量，将测量的数据导入逆向设计软件进行点阶段的数据处理及多边形阶段的数据处理，生成完整的较光顺的多边形模型。

三、

工作所需的设备、仪器、工具或材料

1.扫描实物

2.柯尼卡美能达VIVID910扫描仪

3.GeomagicStudio逆向设计软件

4.电脑

四、工作步骤及要求

（一）数据的测量

1.测量件的准备。

如被扫描物体反光效果不佳，则应喷涂上显像剂；为了以后数据拼合的方便与准确，应在被扫描物表面上做上点标记。

2.启动KonicaMinoltaVIVID910三维扫描仪，再启动电脑，打开GeomagicStudio10.0。

点击工具栏上的“插件”按钮出现图1所示的对话框。

3.调整扫描仪与实物之间的距离与视角，保证实物在显像框的中心位置

4.点击图1所示对话框中的Scan按钮，开始扫描。

根据出现的点的色谱，分析数据的质量，偏红表示太近，偏蓝表示实物离扫描仪稍远。

呈现绿色最好。

5.点击图1所示对话框的“确定”按钮，完成一个面的扫描。

6．将扫描物选择一个角度，重复步骤4）5），直至所有的面都被扫描到。

（二）数据的处理

1．将扫描数据导入GeomagicStudio软件，删除每片点云数据体外点、非连接项点。

A：

对于比较大的体外点，利用串选工具，手动选择体外点，选择后，单击工具栏上的“X”图标，或单击【点】>【删除】，删除串选的体外点。

如果你不小心选择你不想删除的点，按住Ctrl并拖动套索工具来取消选中。

B：

点击编辑>选择>非连接项（DisconnectedComponents）或点击选择

非连接项图标。

改变分隔下拉菜单到低。

这表示点束距离主点云多远并被选中。

设置大小值为5.0。

这决定了多大点束能被选中。

然后确定。

C：

点击点>减少噪音（ReduceNoise）或点击减少噪音图标。

2．进行点云注册合并、减少噪音、简化，得到一个完整而理想的点云数据，并封装成可用的多边形数据模型。

A：

按ALT+8（编辑>选择所有对象）来选择模型树上的所有对象。

B：

点击工具>注册>手动注册（ManualRegistration）或点击手动注册图标。

这个命令允许你大致地对齐多个扫描数据，通过选取两个扫描数据交迭的区域。

C：

选择一点注册或N点注册（多点注册需要注册器）

D:

在模型管理器中选中所有扫描数据，点击点>合并或点击合并图标。

3．进行多边形阶段的基本处理，实现多边形网格的规则化，使物体表面变得光滑平坦。

A:

简化：

【多边形】>【简化】

B：

点击多边形>修复相交（FixIntersections）或点击修复相交图标，来确保多边形网格不包含那些会在曲面期间引起问题的相交三角形。

C：

【多边形】>【创建流型】>【封闭】

D：

点击多边形>填充孔（FillHoles）或点击填充孔图标。

E：

【多边形】>【松弛】

五、思考题

1.试分析三坐标接触式测量和非接触式光学测量的特点和应用场合。

非接触式测量的优点：

排除接触测量对柔性物体测量的人为等受力干扰，可以测量一些不可接触的物体，如辐射体、高温物体等,因为是数字图像处理，计算机识别，因而采集速度较快。

应用场合：

适用于实验室检测，和石化行业和工业上油质内部温度测量

接触式测量的优点：

精确度高，可直接测量工件的特定几何特征。

应用场合：

适合钢厂测温控制，电力行业高温故障排查和热处理工业温度控制。

2.分析从实物到重构的多边形曲面模型产生误差的原因。

答：

第一：

由于采用了非接触式光学测量，不适用于低反射高光亮透明的物体测量，所以喷了显像剂减少误差，但不能避免误差。

第二；扫描数据时的误差，图像是黄色或绿色时较好。

第三：

数据处理时删除体外孤点、无联系点的时候，由于个人经验的问题或多或少会有误差。

第四：

在进行手动注册时，偏差的大小决定了误差的大小。

第五：

在进行多边形处理时，要进行松弛、填孔、局部光顺、砂纸打磨等步骤时误差大小和经验有关。

3.减少噪声时，参数选项中自由曲面形状、菱柱形对应哪种模型作选择?

答：

在减少噪声时，自由曲面形状可直接进行操作，点击应用后，软件将自动发现并删除无联系点或体外点、噪声点。

菱柱形因具有锐边或小的细节特征，需要选择一个多棱形可选框保持零件的特征。

六、工作总结

通过学习逆向工程和实训实验，我得出结论：

逆向工程就是根据已有的东西和结果，通过分析来推导出具体的实现方法。

从实物上采集大量的三维坐标点，并由此建立该物体的几何模型，进而开发出同类产品的先进技术。

逆向工程与一般的设计制造过程相反，是先有实物后有模型的一门科学。

通俗说，从某种意义上说，逆向工程就是仿造。

项目工作报告

专业班级姓名

学号工作小组日期成绩

一、工作任务

二、工作方法

三、工作所需的设备、仪器、工具或材料

四、工作步骤及数据、现象记录

（数据记录、处理主要过程、处理结果以截图表述）

五、项目工作总结

（完成思考题，简述收获。

工作总结是本次工作成绩评定的重要依据，必须独立完成。

如发现抄袭，不论抄与被炒，得分均在60分以下）

实训项目二曲面重构

一、工作任务

根据给定的多边形数据，完成NURBS曲面的重构。

二、工作方法

将给定的多边形数据导入逆向设计软件，进行多边形阶段、形状阶段的的处理，得到理想的NURBS曲面模型。

三、工作所需的设备、仪器、工具或材料

1.GeomagicStudio逆向设计软件

2.电脑

四、工作步骤及要求

1.数据的导入

2.形状阶段处理：

填充孔、去除特征、光顺、编辑边界、边角锐化、特征提取、拟合等操作得到一个完整的理想的多边形数据模型

3.轮廓线处理，探测轮廓线、编辑轮廓线、修改曲率线（升级/约束）、自动拟合曲面

4.曲面片处理：

构造曲面片、松弛曲面片、编辑曲面片、压缩曲面片等。

5.栅格处理：

构造栅格、指定尖角轮廓线

6.完成NURBS曲面处理

思考题：

1.GeomagicStudio中，曲面重构工作过程可以划分为几个阶段？

每个阶段完成的主要工作是什么？

2.松弛操作可以使模型表面平滑，如何控制松弛参数达到效果比较好的多边形模型?

3.多边形阶段边界处理对整个模型的质量具有重要作用，如何设置各项参数得到理想的边界（部分或者全部边界）?

4.将区域分类成各种不同的类型的依据是什么?

项目工作报告

专业班级姓名

学号工作小组日期成绩

一、工作任务

二、工作方法

三、工作所需的设备、仪器、工具或材料

四、工作步骤及数据、现象记录

（数据记录、处理主要过程、处理结果以截图表述）

五、项目工作总结

（完成思考题，简述收获。

工作总结是本次工作成绩评定的重要依据，必须独立完成。

如发现抄袭，不论抄与被炒，得分均在60分以下）

实训项目三熔融沉积快速成型设备操作与原型制作

一、工作任务

使用熔融沉积快速成型设备完成原型的制作

二、工作方法

将模型的数据文件*.STL（二进制）导入Aurora软件，进行成型工艺、形状阶段的的处理，得到理想的曲面模型。

三、工作所需的设备、仪器、工具或材料

1.MEM-300-II快速成型机

2.Aurora分层软件

3.电脑

4.ABS丝材、铲子、锉子、砂纸等

四、工作步骤及要求

（一）三维模型的分层处理。

1）打开Aurora数据处理软件，将成型模型的*.STL文件导入。

2）对模型进行工艺处理。

根据模型的具体情况，进行模型的分割、定向、排样合并等处理。

3）STL文件的检验与修复

4）设置分层参数，模型的分层，并输出分层数据文件*.CLI

（二）分层制造，堆积成型。

造型步骤如下：

1）启动计算机

2）接通MEM-300-IIFDM快速成型机总电源按钮，按下照明，温控、数控、散热等按钮

3）启动控制软件Cark，打开要成型的*.CLI文件

4）初始化系统，启动温度控制系统，

5）待成型材料到达指定的温度（270℃）后，打开喷头按钮，选择菜单“造型→控制面板”，弹出控制面板对话框后，在喷头区域按下“喷丝”按钮，观察喷头出丝的情况。

6）工作台清理，调整工作台和喷头相对位置。

用普通纸不断测量喷头和台面的距离，当纸可以插入喷头和台面之间，并有一定的阻力时，标明高度比较合适，间隙大约为0.1毫米。

7）造型。

设定造型的工艺参数，待成型室温度达到指定的温度（55℃）后，选择菜单“造型→造型……”，单击“Start”

（三）后处理。

将设备降温、原型用从工作台上取出，去除支撑，打磨表面。

思考题：

1．典型的成型工艺有哪几种？

成型的材料分别是什么？

在这几种成型方法中，哪些成型需要考虑支撑结构的？

2．分层厚度对成型加工的影响（从成型件的表面精度和成型效率两个方面分析）

3．针对你成型的零件，在成型工艺上如何考虑的？

为什么？

项目工作报告

专业班级姓名

学号工作小组日期成绩

一、工作任务

二、工作方法

三、工作所需的设备、仪器、工具或材料

四、工作步骤及数据、现象记录

（数据记录、处理主要过程、处理结果以截图表述）

五、项目工作总结

（完成思考题，简述收获。

工作总结是本次工作成绩评定的重要依据，必须独立完成。

如发现抄袭，不论抄与被炒，得分均在60分以下）

出师表

两汉：

诸葛亮

　　先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。

然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。

诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。

　　宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。

若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。

　　侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：

愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。

　　将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：

愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。

　　亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。

先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。

侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也

。

　　臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。

先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。

后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。

　　先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。

受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故五月渡泸，深入不毛。

今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。

此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。

至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。

　　愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。

若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。

臣不胜受恩感激。

　　今当远离，临表涕零，不知所言。