浅谈SolidWorks中引导线扫描的应用

浅谈!"#$%&"’()中引导线扫描的应用

陕西柴油机厂

（兴平

*+,+-.）

刘君

在!"#$%&"’()软件应用中，经常会应用到扫描特征，对于简单的扫描，只需要绘制草图轮廓和路径即可进行扫描特征的建立。但是对于多数情况下，还需要使用引导线来控制扫描过程中轮廓草图的变化才能完成。

引导线扫描时需要确定路径、引导线、截面轮廓以及引导线与截面之间的穿透几何关系，而添加穿透几何关系尤为重要。

下面以一个起重钩为例（如图+所示），说明

在使用引导线扫描中应注意的几个问题。

图+

!"建立方式的确定

由于零件截面在扫描的过程中是变截面，且每个截面都是圆形，所以可以用一个圆截面沿规定路径扫描、用引导线来控制轮廓的变化来生成。#"确定扫描的基本条件

（+）轮廓截面首先用拉伸特征建立

起零件的圆柱部分，再利用圆柱部分的端面作为草图的绘制平面，绘制轮廓截面。

（/）引导线以零件的外轮廓曲线作为引导线，以便控制截面的变化。

（,）路径由于零件是由一个圆截面扫描的，所以路径应是零件轮廓的实际中心线（这也要求引导线只能有一条）。

$"引导线的绘制

利用零件已知条件可以绘制出引导线。引导线应当是连续且相切的，否则会因在扫描的过程中出现相交的情况而使扫描无法完成。

%"路径的绘制由于本零件未给出明显的路径数据，因此需要通过作图来完成。首先，由于零件在扫描过程中始终是一个圆，所以，路径必须是零件轮廓的中心

线。通过作图可以找到一些中心点，将这些中心点利用样条曲线连接起来，就形成了近似的路径曲线（如图/所示）

。

图

/

对于引导线扫描，它的路径必须是单个实体（线条、圆弧等）或路径线段必须为相切的（而不是成一定角度）。所以在绘制扫描路径时，一定要记住路径是连续且相切的。否则也会因在扫描的过程中出现相交的情况而使扫描无法完成。

&"穿透关系的设定为了完成扫描，必须在引导线与轮廓草图之间

添加穿透关系。在这里，首先要搞清楚穿透关系的主客关系。在扫描中，变化的是截面，不变的是引导线，所以，穿透关系是指截面轮廓上的一个点与引导线之间的关系，而不是引导线上的点与截面轮廓之间的关系。因此，在设计之前必须考虑好绘图顺序：先绘制引导线，再绘制截面轮廓；或者先绘制截面轮廓，再绘制引导线，但是在添加穿透关系之前，必须利用退回功能改变二者的顺序。

其次，需要在轮廓上找到一个点。对于轮廓上有端点的情况，可以直接选择；对于没有端点的情况（如圆、椭圆或圆弧），就需要在截面轮廓草图上生成一个草图点，并将此点与轮廓添加重合关系。

最后再将此点与引导线添加穿透关系。在轮廓草图状态下单击添加几何关系，选择轮廓截面上的一个点和引导线到项目栏中，再选择几何关系栏中的“穿透”，确定完成，退出草图状态。

’"完成扫描

在完成上述操作之后，单击“扫描”按钮，对话框出现，选择圆截面作为扫描截面，样条曲线为引导线，轮廓线为引导线，根据需要可以选中“保持相切”和“高级光滑”，确定完成，结果如012301430155应用

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机械工人（冷加工）/--6年第++期

!"

逆向工程在烟机国产化中的应用

河南科技大学

（许昌!"#$$$）刘宪法崔凤奎

许昌烟草机械有限责任公司

（河南

!"#$$$）

张建广

逆向工程使用的软件，目前比较常用的有%&’()*+’、,+-*).、/0.)1’23以及%1’0.等公司的。这

些系统对逆向设计中的实际问题进行处理，极大地方便了设计人员。此外，一些大型/4,软件也逐渐为逆向工程提供了设计模块。例如5’267的8/79%&’(和5’26%/4:;<<=%模块，可以接受有序点（测量线），也可以接受点云数据；这些软件的发展为逆向工程的实施提供了软件条件。>?软件随着版本的提高，逆向工程模块也逐渐丰富起来，并且功能越来越强大。

由于我公司高速卷接包设备异形件国产化需要，笔者利用>?软件在对具有复杂曲面的烟机成形零件设计中，运用逆向造形设计取得较好应用效果。首先，我们选择的测量设备是美国@A%制造厂生产的/B).+-+23C#$C 型三坐标测量机，该机可以用来测量特征的空间坐标、扫描剖面、测量分型线以及轮廓线，虽然获得点的数据量不像激光扫描仪扫描的那么大，但测头扫描位置精度高，且能实现连续扫描而得到点云数据，所以用>?软件的逆向设计功能模块是很合适的。

!"测点

测点之前规划好该怎么打点。由设计人员提出曲面打点的要求。一般原则是在曲率变化比较大的地方打点要密一些，平滑的地方则可以稀一些。由

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

于三坐标测量机取点的效率大大低于激光扫描仪，图

D

图D 所示。通过以上的实际设计实例，我们可以了解到关键的步骤在于如何正确地设计出引导线、路径和添加穿透几何关系。在添加穿透几何关系中，又要弄清穿透关系的主客关系和点的确定。另外，引导线和路径还要求必须是连续的，这样才能保证在扫描过程中不会出现自相交的情况。

（收稿日期：E$$!$C#F ）

所以在零件测点时要做到有的放矢。值得注意的是除了扫描剖面、测分型线外，测轮廓线等特征线也是必要的，它会在构面的时候带来方便。我公司产品造型主要涉及成形面的制作，为此我们只做了曲面测量，结果如图#

。

图#坐标测量点图

#"连线（#）点整理连线之前先整理好点，包括去误点、明显缺陷点。同方向的剖面点放在同一层里，通常这个工作在测点阶段完成，也可以在>?软件中完成。

（E ）点连线连分型线点尽量做到误差最小并且光顺。连线要做到有的放矢，根据样品的形状、特征大致确定构面方法，从而确定需要连哪些线

条，不必连哪些线条。连线最常用的是样条线，选

点间隔尽量均匀，这样出现的轮廓线能最大限度接近实体形状，减少造型误差。通过“1B’2&GB H2031”方式，我公司产品测量点连线如图E 。

$"构面

>?构面方法很多，包括;B2&GB /&’I+9+JB 、;B2&GB /&’I+J 、K&-+、%L+H1、M’2.H2031*-2&N 等。构面方法的选择要根据样件的具体特征情况而定。我们在构面之初，曾采用直接用点云构面（(’2.H2031*-2&N ）的方法。但是由于局部曲率半径变化大，构面时误差较大。笔者最后用的是;B2&GB /&’I+9+JB ，将调整好的曲线用此命令编织成曲面

/4,6/496/455应用

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机械工人（冷加工）E$$!年第##期

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