基于NX10的路由器外殼模型的逆向造型

譚偉林+彭志強

摘 要：隨著消費者對小家電產品外形要求的不斷提升，企業為了以較低的成本提升產品競爭力，紛紛采用逆向造型技術應用于產品外形的開發。文章基于NX10從STL模型定位、各逆向造型命令等方面介紹逆向造型的思路及過程，以期提高小家電產品外殼模型的開發速度。

關鍵詞：NX10；路由器外殼；逆向造型

中圖分類號：TS95 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）22-0019-02

路由器作為一款典型的小家電產品，其外形也隨著消費的喜愛程度不斷在變化，為了迎合消費者的青睞，如何在最短時間、用最少的成本開發設計出使消費者滿意的產品是當前亟需解決的問題。因此企業在路由器開發設計階段常選擇成本更低的逆向造型技術，這將極大縮短開發周期、降低生產成本。

逆向造型技術是由三維掃描儀或三坐標測量儀對現有產品或模型進行掃描測量，將得到的三維輪廓點云數據，再利用逆向設計軟件對數據進行處理所得出模型的過程。逆向設計軟件主要采用NX10，它是Siemens PLM Software提供的一個交互式CAD/CAM系統，為用戶的產品設計及后期的加工過程提供了數字化造型和驗證手段。

本文將以路由器外殼的STL（小平面體）文件為例（圖1），介紹如何使用NX10進行產品逆向造型的全過程。

1 STL模型定位

產品STL模型一般由三維掃描儀測得，其產品中心坐標系會在空間中的任意位置。為了便于后期的逆向造型與制造，當STL模型導入NX10后，首先將產品中心坐標系移至世界坐標系中心。具體步驟為：

（1）確定產品坐標系的XY平面。使用“基準平面”命令，類型選擇“曲線和點”，子類型選擇“三點”，過濾器選擇“點在面上”，拾取STL模型底面上任意三點即可構建平面。

（2）確定產品坐標系的原點。使用“截取”命令，剖切對象選擇“STL模型”，基本平面選擇上一步建立的平面并向上偏移2mm，設置更改為“輸出采樣點”、“間距為2mm”。接著使用“草圖”命令，在點鏈平面上創建草圖，借助點鏈繪制STL模型的截面，并做出截面的中心交點，此點即為產品坐標系的原點。使用“基準CSYS”命令，在原點處建立產品坐標系。

（3）移動STL模型至世界坐標系。使用“移動對象”命令，移動方式為“CSYS到CSYS”，依次選擇第二步建立的坐標系和世界坐標系，完成STL模型的定位，結果如圖2所示。

2 NX10逆向造型

本產品的逆向建模固定思路：首先分析產品模型的曲面分布及其特征，本產品從外形方面為關于YZ平面的對稱體，四周為垂直與底面的立面；從曲面構成方面看為四周立面、頂部大面、兩側修飾面、頂部消失面和修飾圓角構成。逆向造型步驟如下：

（1）分析模型曲率。運用“小平面體曲率”命令，根據得到模型不同部位的曲率結果，可將模型分成不同的逆向造型區域。依圖3所示，本零件為對稱圖形，其主要表面為四周垂直面和頂部兩個大面組成，因此可采用對稱逆向思路進行逆向。

（2）頂部大面的逆向。運用“拉伸”命令，做出平行于XZ平面的兩個平面，再運用“截取”、“草圖”等命令在兩個平面上繪制頂部大面的大體繪制，結果如圖4所示。

（3）側面修飾面的逆向。運用“拉伸”命令做出輔助面，再運用“截取”命令在修飾面處創建若干點后，使用“藝術樣條”命令創建若干樣條曲線。運用“通過曲線組”命令，完成修飾面的創建，結果如圖4所示。

（4）頂部消失面的逆向。運用“截面”和“藝術樣條曲線”命令創建消失面底部面的特征線的創建，再運用“掃掠”命令創建消失面底面。運用“草圖”和“拉伸”命令創建剪切曲面，將頂部大面和消失面底面剪切，形成消失面的過渡區域。運用“相交曲線”命令將頂部大面和消失面底面與YZ平面求出交線，再使用“橋接曲線”命令建立過渡曲線。最后使用“通過曲線網格”命令，建立消失面的過渡曲面，結果如圖4所示。

（5）創建對稱面、側邊立面和修飾圓角。首先運用“修剪片體”命令，用YZ平面將頂部所有曲面裁剪，再運用“鏡像幾何體”命令將頂部所有曲面沿YZ平面鏡像獲得整個頂面。運用“截面”和“草圖”命令創建側邊立面和底面，再運用“修剪片體”和“縫合”命令獲得模型實體，最后使用“邊倒圓”命令完成路由器整體模型的逆向建模，結果如圖4所示。

3 結果分析

為了驗證逆向結果模型與原STL模型的匹配程度，可運用“偏差度量”對比兩模型的偏差，通過圖5所示結果，表明逆向的結果模型完全滿足要求。

4 結束語

通過分析結果表明，本文介紹的逆向建模思路及流程符合產品逆向建模規范，同時也可為其他小家電類產品的逆向造型提供參考。

參考文獻：

[1]基于Geomagic Studio和NX10的玩具逆向造型[J].科技創新與應用，2017（13）：8-9.

[2]基于NX10的氣缸蓋氣道的逆向設計[J].科技經濟導刊，2016（35）：67-68.