Imageware與Design X葉片逆向建模方法對比

摘要：通過對液壓變矩器泵輪葉片的建模，分析了Imageware與Design X軟件在逆向建模方面的優劣。在提高葉片建模速度與模型質量之間尋求最佳契合點，最終設計出滿足企業要求的葉片，也為其他同類產品的逆向建模提供新思路。

關鍵詞：逆向建模;葉片;Imageware;Design X

中圖分類號：TN249

文獻標識碼：A

文章編號：1672 - 9129（2018）12 - 0103 - 01

1 引言

液力變矩器作為工程機械中重要的傳動裝置，其泵輪、渦輪和導輪的葉片形狀與質量影響傳動的平穩性。葉輪上均勻分布的葉片幾何形狀不規則，其工作輪廓面為不可展的空間曲面。曲面的形狀關系到產品的性能，但因其數學模型復雜，難以用解析式表達[1]。由于三維軟件尤其專業逆向軟件的普及，很多大企業開始由生產工藝落后的人工造型改為軟件三維建模，技術人員水平參差不齊，所用軟件比較雜亂，導致技術人員無從下手，嚴重制約企業發展。

本文通過對比Imageware與Design X兩種專業逆向軟件在泵輪葉片逆向建模中的表現，分析其曲面建模的優缺點，力圖探索出適合企業生產實際的葉片逆向建模新思路。

2 兩種逆向工程軟件

逆向工程也稱反求工程[2]，其思路一般是先確定對標產品，然后利用激光掃描儀或三坐標測量機掃描獲得點云數據，建模者在對現有產品形狀特點分解分析的基礎上，判斷原作者的設計意圖，借助點云實現對模型的再設計再創新。

作為著名的逆向工程軟件，Imageware廣泛應用于汽車、航空航天、家電等需要復雜曲面設計的領域，作為UGNX軟件中逆向模塊具有強大的點云處理能力及高質量的曲面造型能力。優點是構建的曲面光順質量好，但構造一般要遵循點線面的思路，前后關聯，邏輯性較強，建模難度較大。

Geomagic Design X前身是Rapd Form軟件[3]，逆向功能強大，操作方便，便于工程技術人員掌握，接口豐富，可將將數據導出到SolidWorks、Si-emens NX、Autodesk Inventor和PTC Creo等軟件中。

3 泵輪葉片建模

3.1 點云的處理。點云處理建議選用Gomagic studio軟件，其思路一般是曲率采樣（控制點云數量）、修剪點云、排除非連接點及體外孤點、減少噪音;然后封裝為面片，一般采取刪除釘狀物、簡化面片數量、減少噪音、填充孑L等操作;最后輸出成stl文件。

3.2 單葉片的兩種軟件建模。將stl文件分別導人Imageware與De-sign X軟件。第一步：點云對齊。兩種軟件對齊思路基本一致，將封裝面片的坐標系與軟件的世界坐標系重合。第二步：構建曲面。Imageware曲面構建遵循“點線面”的順序，將點云切割構線，曲線評估后構建曲面。構建曲面的命令主要有：放樣、雙向放樣、邊界面、掃掠曲面等。De-sign X曲面構建順序則一般采用領域劃分，面片擬合出大面，處理細節。構建曲面命令有：放樣、掃略、面片擬合、境界擬合等。

葉片背弧曲面構建，Imageware所建曲面見圖3所示，Design X所建葉片曲面見圖4。所建葉片曲面外觀復合精度要求，兩軟件均可實時與點云進行對比測量。其中Imageware所建葉片曲面質量更流暢，而DesignX建模速度更快。最終的泵輪模型如圖3、圖4所示，經過小批試生產，二者均滿足性能要求。

4 結論

兩種專業逆向軟件ImagfⅢare與Design X在葉片等復雜曲面逆向建模中各有優缺點，企業可根據自身實際情況選擇合理的葉片建模軟件。

參考文獻：

[1]馮楨，邊明杰.基于Imageware的葉片逆向建模與優化設計[J].機械工程師，2013 （4）：82 -83.

[2]單巖，李兆飛等.Imageware逆向造型基礎教程[M].北京：清華大學出版社，2013.

[3]楊曉雪，閆學文.Ceomagic Design X三維建模案例教程[M].北京：機械工業出版社.2016.