基于NX10的路由器外壳模型的逆向造型

谭伟林+彭志强

摘 要：随着消费者对小家电产品外形要求的不断提升，企业为了以较低的成本提升产品竞争力，纷纷采用逆向造型技术应用于产品外形的开发。文章基于NX10从STL模型定位、各逆向造型命令等方面介绍逆向造型的思路及过程，以期提高小家电产品外壳模型的开发速度。

关键词：NX10；路由器外壳；逆向造型

中图分类号：TS95 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）22-0019-02

路由器作为一款典型的小家电产品，其外形也随着消费的喜爱程度不断在变化，为了迎合消费者的青睐，如何在最短时间、用最少的成本开发设计出使消费者满意的产品是当前亟需解决的问题。因此企业在路由器开发设计阶段常选择成本更低的逆向造型技术，这将极大缩短开发周期、降低生产成本。

逆向造型技术是由三维扫描仪或三坐标测量仪对现有产品或模型进行扫描测量，将得到的三维轮廓点云数据，再利用逆向设计软件对数据进行处理所得出模型的过程。逆向设计软件主要采用NX10，它是Siemens PLM Software提供的一个交互式CAD/CAM系统，为用户的产品设计及后期的加工过程提供了数字化造型和验证手段。

本文将以路由器外壳的STL（小平面体）文件为例（图1），介绍如何使用NX10进行产品逆向造型的全过程。

1 STL模型定位

产品STL模型一般由三维扫描仪测得，其产品中心坐标系会在空间中的任意位置。为了便于后期的逆向造型与制造，当STL模型导入NX10后，首先将产品中心坐标系移至世界坐标系中心。具体步骤为：

（1）确定产品坐标系的XY平面。使用“基准平面”命令，类型选择“曲线和点”，子类型选择“三点”，过滤器选择“点在面上”，拾取STL模型底面上任意三点即可构建平面。

（2）确定产品坐标系的原点。使用“截取”命令，剖切对象选择“STL模型”，基本平面选择上一步建立的平面并向上偏移2mm，设置更改为“输出采样点”、“间距为2mm”。接着使用“草图”命令，在点链平面上创建草图，借助点链绘制STL模型的截面，并做出截面的中心交点，此点即为产品坐标系的原点。使用“基准CSYS”命令，在原点处建立产品坐标系。

（3）移动STL模型至世界坐标系。使用“移动对象”命令，移动方式为“CSYS到CSYS”，依次选择第二步建立的坐标系和世界坐标系，完成STL模型的定位，结果如图2所示。

2 NX10逆向造型

本產品的逆向建模固定思路：首先分析产品模型的曲面分布及其特征，本产品从外形方面为关于YZ平面的对称体，四周为垂直与底面的立面；从曲面构成方面看为四周立面、顶部大面、两侧修饰面、顶部消失面和修饰圆角构成。逆向造型步骤如下：

（1）分析模型曲率。运用“小平面体曲率”命令，根据得到模型不同部位的曲率结果，可将模型分成不同的逆向造型区域。依图3所示，本零件为对称图形，其主要表面为四周垂直面和顶部两个大面组成，因此可采用对称逆向思路进行逆向。

（2）顶部大面的逆向。运用“拉伸”命令，做出平行于XZ平面的两个平面，再运用“截取”、“草图”等命令在两个平面上绘制顶部大面的大体绘制，结果如图4所示。

（3）侧面修饰面的逆向。运用“拉伸”命令做出辅助面，再运用“截取”命令在修饰面处创建若干点后，使用“艺术样条”命令创建若干样条曲线。运用“通过曲线组”命令，完成修饰面的创建，结果如图4所示。

（4）顶部消失面的逆向。运用“截面”和“艺术样条曲线”命令创建消失面底部面的特征线的创建，再运用“扫掠”命令创建消失面底面。运用“草图”和“拉伸”命令创建剪切曲面，将顶部大面和消失面底面剪切，形成消失面的过渡区域。运用“相交曲线”命令将顶部大面和消失面底面与YZ平面求出交线，再使用“桥接曲线”命令建立过渡曲线。最后使用“通过曲线网格”命令，建立消失面的过渡曲面，结果如图4所示。

（5）创建对称面、侧边立面和修饰圆角。首先运用“修剪片体”命令，用YZ平面将顶部所有曲面裁剪，再运用“镜像几何体”命令将顶部所有曲面沿YZ平面镜像获得整个顶面。运用“截面”和“草图”命令创建侧边立面和底面，再运用“修剪片体”和“缝合”命令获得模型实体，最后使用“边倒圆”命令完成路由器整体模型的逆向建模，结果如图4所示。

3 结果分析

为了验证逆向结果模型与原STL模型的匹配程度，可运用“偏差度量”对比两模型的偏差，通过图5所示结果，表明逆向的结果模型完全满足要求。

4 结束语

通过分析结果表明，本文介绍的逆向建模思路及流程符合产品逆向建模规范，同时也可为其他小家电类产品的逆向造型提供参考。

参考文献：

[1]基于Geomagic Studio和NX10的玩具逆向造型[J].科技创新与应用，2017（13）：8-9.

[2]基于NX10的气缸盖气道的逆向设计[J].科技经济导刊，2016（35）：67-68.