逆向工程技术实验指导书
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2013年09月
目录
实验一专用逆向工程技术软件的认知实验 (3)
实验二三坐标扫描仪的认识 (5)
实验三三坐标扫描仪的应用 (6)
实验四三维CAD模型重构实验 (7)
实验五分层实体制造技术的应用 (8)
实验六熔融沉积制造技术的应用 (10)
实验一专用逆向工程技术软件的认知实验
一、实验目的
熟悉专用逆向工程技术软件Geomagic Studio的主要功能、应用界面和工作流程。二、实验设备
1．微机一台；
2．专用逆向工程技术软件Geomagic Studio；
三、实验内容
熟悉专用逆向工程技术软件Geomagic Studio的主要功能、应用界面和工作流程。
四、实验步骤
1、浏览Geomagic公司的网页：http://www. ，了解专用逆向工程技术软件Geomagic Studio的主要功能。
由美国Raindrop (雨滴)公司出品的逆向工程和三维检测软件Geomagic Studio 可轻易地从扫描所得的点云数据创建出完美的多边形模型和网格，并可自动转换为NURBS 曲面。该软件也是除了Imageware 以外应用最为广泛的逆向工程软件。Geomagic Studio 主要包括Qualify、Shape、Wrap、Decimate、Capture 五个模块。
该软件的主要功能包括：
（1）自动将点云数据转换为多边形(Polygons) 。
（2）快速减少多边形数目(Decimate) 。
（3）把多边形转换为NURBS 曲面。
（4）曲面分析(公差分析等) 。
（5）输出与CAD/ CAE / CAM 匹配的文件格式(IGS、STL、DXF等) 。
2、注册用户名，然后打开专用逆向工程技术软件Geomagic Studio熟悉其应用界面和工作流程。
2.1 逆向工程技术软件Geomagic Studio的应用界面
1)视图窗口：显示模型导航器中被选中的物体对象。
2)菜单条：提供所有应用过程中所涉及的命令接口。
3)工具栏：包含常用命令快捷方式的图标。
4)管理导航器：包含控制和引导的目录
5) 使用信息:该区域提供有关模型、包容盒及内存使用信息的情况。
6) 坐标系标志:显示相对于世界坐标系的现模型的位置方向。
7) 状态文本:提供系统正在进行或用户能够执行的任务信息。
8) 进度条:显示一个操作完成的程度。
9) 时间:显示系统时间。
2.2 逆向工程技术软件Geomagic Studio的工作流程
（1）点阶段（Points Phase）
（2）过渡阶段（Wrap Phase）
（3）多边形阶段（Polygon Phase）
（4）成形阶段（Shape Phase）
（5）过渡阶段（CAD Phase）
五、实验结果及分析
1．简述专用逆向工程技术软件Geomagic Studio的主要功能、应用界面和工作流程。
2．分析专用逆向工程技术软件和Pro/E、UG等通用三维造型软件的区别。
实验二三坐标扫描仪的认识
一、实验目的
非接触式激光三维扫描仪结构认知。
二、实验设备
1．美能达激光三维扫描仪vivid 9i一台；
2．polygon editing tool软件；
三、实验内容
认识三维激光扫描的软硬件组成，理解激光扫描的基本原理
四、实验原理
认识三维激光扫描的软硬件组成，理解激光扫描的基本原理-----激光三角测距原理。即光源孔发射出一束水平的激光束扫描物体；激光线经过旋转平面镜的作用，改变角度，使得激光线发射到物体表面；物体表面反射激光束，每一条激光线都通过CCD传感器采集成一帧数据；根据物体表面不同的形状，每条激光线反射回来的信息中就包含了物体的表面形状和颜色数据信息。
五、实验步骤
1．认识三维激光扫描的软硬件组成
2．理解激光扫描的基本原理
六、实验结果及分析
1．简述三维激光扫描仪的工作原理。
2．简述激光三维扫描仪vivid 9i的软硬件组成。
实验三三坐标扫描仪的应用
一、实验目的
非接触式激光三维扫描仪的操作。
二、实验设备
1．美能达激光三维扫描仪vivid 9i一台；
2．polygon editing tool软件；
三、实验原理
激光扫描的基本原理-----激光三角测距原理。即光源孔发射出一束水平的激光束扫描物体；激光线经过旋转平面镜的作用，改变角度，使得激光线发射到物体表面；物体表面反射激光束，每一条激光线都通过CCD传感器采集成一帧数据；根据物体表面不同的形状，每条激光线反射回来的信息中就包含了物体的表面形状和颜色数据信息。
四、实验步骤
1．数据测量
1）调整三维扫描仪与被测物体之间距离，一般在0.5m～2m之间。
2）调整三角架，使三维扫描仪具有合适的高度和倾斜度，并锁紧。
3）打开主机电源，摘下激光窗盖和镜头盖，按下任意键，显示菜单屏，说明激光扫描仪可以开始工作。
4）打开计算机，启动polygon editing tool软件，选择vivid 9i 扫描仪，单击
[File-Import-Digitizer-Option 选项，进行扫描设置。
5）单击File-Import-Digitizer-One Scan，打开对话框,选定扫描目标后，依次单击AF、scan按钮，开始对焦、扫描，然后单击store按钮，存储数据。
6）调整扫描角度，多次扫描。
7）对多次扫描的数据进行拼接、拟合。
8）剪裁，除去废弃点。
2．三维建模
可利用相应专业软件对测得数据进行处理，造型，获得被测物体的三维模型。
五、实验结果及分析
1．简述三维激光扫描仪的数据测量和三维建模的大致步骤。
