Geomagic Studio是一款有着应用广泛的逆向建模功能软件。该软件依据点阶段到多边形阶段,再到曲面阶段的三个阶段处理流程,可以快速的从三维点云构建出较好的四边形网格和多边形模型,并且高效的转换成NURBS曲面。与此同时,软件可以输出3D格式,方便与正向软件接口交互和结合,进一步进行参数逆向建模或再设计。
点阶段的处理由对原始点云进行对齐、采样和过滤等操作,最终达到便于处理和有序三维数据点云。多边形处理阶段是对三维数据点云三角化得到的三角格网面进行光顺处理、孔洞修补和降噪等,最终达到光顺性比较好且完整的三角格网面。曲面处理阶段有2种数据处理模式:参数曲面重构和精确曲面重构,前者适用于规则特征的机械生产零件模型,而后者主要应用于复杂的自由曲面为特征的锻铸件或手工艺品等粗糙度较高或曲率较大的工件。
Geomagic Studio反求的基本原理由若干个细小的三角形构成多边形模型,在进行格网处理,生成的格网曲面,进而拟合CAD曲面或NURBS曲面逼近还原工件模型。逆向建模流程包括数据采集、数据处理、曲面建模、输出四个阶段。
点处理阶段是对数据点云进行预处理,包括点云采样、删除噪点等操作,从而输出一组既精简又整齐的点云数据。多边形处理阶段是对多边形网格数据进行优化处理和表面光顺,用来获得完整和光顺的多边形模型。曲面建模分为参数曲面建模阶段和精确曲面建模阶段。参数曲面建模阶段作用时根据分析设计目的和设计思路来定义曲面类型,从而拟合CAD曲面;精确曲面建模阶段作用是对曲面进行规则的网格划分,根据对网格曲面片拼接和拟合,拟合光顺的NURBS曲面。
此外,Geomagic Studio还具有3D数字化检测功能,一般流程为:首先,获取测试模型和三维CAD参考模型;其次,将测试的模型同参考模型进行三维对齐比较,即点云数据与原始三维CAD数据的最佳匹配;最后,通过对比将计较结果进行评估以及输出报告。图中a为扫描所得点云自动以最佳误差与三维CAD模型匹配、b为点云数据覆盖在工件三维CAD模型上、c为每一个数据点以色谱的方式显示该点与CAD工件对应点的距离,即样件与理论模型间的误差。
在对齐测试对象到参考对象之后,可以报告的形式创建出三维彩色偏差图来量化两者之间的结果、样件尺寸与CAD理论值的误差计算、在任意方向取截面以检查误差情况,同时完成可读性非常好的检测报告(彩色公差图显示)偏差等等,如图所示为某激光扫描全尺寸检测的报告。