基于PROE足球反求設(shè)計(jì)

.基于PRO/E的足球反求設(shè)計(jì)摘要反求工程(ReverseEngineering)這一術(shù)語(yǔ)起源于60年代,但對(duì)它從工程的廣泛性去研究，從反求的科學(xué)性進(jìn)行深化還是從90年代初剛剛開(kāi)始。反求工程類(lèi)似于反向推理，屬于逆向思維體系。它以社會(huì)方法學(xué)為指導(dǎo)，以現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論、方法、技術(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用各種專(zhuān)業(yè)人員的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),知識(shí)和創(chuàng)新思維，對(duì)已有的產(chǎn)品進(jìn)行解剖，分析，重構(gòu)和再創(chuàng)造，在工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，它具有獨(dú)特的內(nèi)涵，可以說(shuō)它是對(duì)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)。本文摘要內(nèi)容是簡(jiǎn)單介紹逆向工程反求設(shè)計(jì)原理以及一個(gè)足球反求實(shí)例，首先用非接觸方式測(cè)量足球?qū)嶓w的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，制作成點(diǎn)數(shù)據(jù)，然后用點(diǎn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入PRO/E，運(yùn)用PRO/E軟件重新構(gòu)造出足球的模型。關(guān)鍵詞：反求工程；足球；PRO/E；非接觸測(cè)量ReverseDesignofFootballBasedonPRO/EAbstractReverseEngineeringisatermthatoriginatedinthe60's,butit’sresearchfromengineeringuniversalityandit’sdeepenfromreversescientificarefromtheearly90'sjustbegun..Reverseengineeringissimilartothereversereasoning,belongingtothereversethinkingsystem.Ittakessocialmethodology,withmoderndesigntheory,method,technology,usingavarietyofprofessionalengineeringdesignexperience,knowledgeandinnovation,theproductsweredissected,analysis,reconstructionandre-creation,inthefieldofengineeringdesign,ithastheuniqueconnotation,itcanbesaidtobeondesigndesign.Inthispaper,thecontentisasimpleintroductionofreverseengineeringreversedesignprincipleaswellasafootballreverseexample.Atfirst,usingakindofnoncontactmeasurementtomeasurefootballentitycoordinatedata,madeittopointdata,andtheninportthedataintoPRO/E,UsingPROEtoconstructthemodelsoffootball.Keywords:ReverseEngineering;Football;PRO/E;noncontactmeasurement目錄1引言 52反求工程簡(jiǎn)介 52.1反求工程概念 62.2反求工程的研究?jī)?nèi)容 62.3反求工程的設(shè)計(jì)步驟 62.4反向工程測(cè)量系統(tǒng) 73PRO/E軟件介紹 83.1獨(dú)立幾何模塊 93.2小平面特征 93.3重新造型 94足球反求設(shè)計(jì)實(shí)例 104.1新建PRT文件 104.2插入并分析點(diǎn)數(shù)據(jù) 104.3畫(huà)正五邊形 124.4確定六邊形的一條邊 134.5畫(huà)六邊形 154.6確定球心并確定球心到各邊的垂直距離 174.7創(chuàng)建混合曲面 184.8畫(huà)球體的五邊形六邊形快 204.9．零件組裝足球及外觀 245結(jié)論 27主要參考文獻(xiàn) 29致謝 301引言反求工程技術(shù)與傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)形式不同，傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)通常是按照嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯块_(kāi)發(fā)流程，從確定功能與規(guī)格的預(yù)期指標(biāo)開(kāi)始，構(gòu)思產(chǎn)品的組件，然后進(jìn)行各個(gè)組件的設(shè)計(jì)、制造以及檢驗(yàn)，再經(jīng)過(guò)組裝、整機(jī)檢驗(yàn)、性能測(cè)試等程序來(lái)完成。此類(lèi)開(kāi)發(fā)工程亦通稱(chēng)為順向工程，反之則為反求工程技術(shù)。反求工程是一門(mén)開(kāi)拓性、綜合性和實(shí)用性很強(qiáng)的技術(shù)。盡管?chē)?guó)內(nèi)外已有大量成功經(jīng)驗(yàn)，但目前還很少有這方面系統(tǒng)的論著，大多散見(jiàn)在各個(gè)行業(yè)的案例或設(shè)計(jì)資料中，很多企業(yè)也不愿將其反求技術(shù)公開(kāi)。應(yīng)該看到，反求工程有其獨(dú)特的共性技術(shù)和內(nèi)容，還是一門(mén)新興的交叉學(xué)科分支，正如高新技術(shù)層出不窮，解密技術(shù)亦要相應(yīng)發(fā)展。在工程專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，需有設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、使用、維修、檢測(cè)等方面知識(shí)；在現(xiàn)代設(shè)計(jì)法領(lǐng)域，應(yīng)有系統(tǒng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化、有限元、價(jià)值工程、可靠性、工業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新技法等知識(shí)；在計(jì)算機(jī)方面，需有硬件和軟件的基本知識(shí)；等等?？傊?，現(xiàn)行產(chǎn)品中的各種復(fù)雜、高新技術(shù)，在反求工程中都會(huì)遇到如何消化吸收問(wèn)題?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法包括通用的(不針對(duì)具體工程專(zhuān)業(yè))和專(zhuān)用的(針對(duì)工程專(zhuān)業(yè))的兩大范疇?？萍及l(fā)展日新月異，如果說(shuō)早期的反求活動(dòng)偏于模仿性、經(jīng)驗(yàn)性、粗略近似的技術(shù)活動(dòng)，用傳統(tǒng)的、常規(guī)的方法基本可以勝任，那么對(duì)現(xiàn)代產(chǎn)品中高新技術(shù)和復(fù)雜多樣的技術(shù)就無(wú)能為力。例如用斷裂力學(xué)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，使用中出現(xiàn)裂紋是正常的，要想用經(jīng)典力學(xué)去反求是無(wú)法解釋的；高次方組合曲線(xiàn)或曲面的零件斷面，不掌握優(yōu)化技術(shù)就難以消化；引進(jìn)產(chǎn)品某些零件壽命可精確地給出多少小時(shí)多少分，如不掌握疲勞和可靠性設(shè)計(jì)方法就會(huì)是個(gè)謎，等等。反求工程包含的內(nèi)容和知識(shí)面很廣，不同專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品又有不同領(lǐng)域。諸如原理、方案、功能、性能、參數(shù)、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、表面狀況、精度和公差、工藝過(guò)程、油品、試驗(yàn)和檢測(cè)、使用規(guī)范、維修、運(yùn)輸、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、貯存等等都要尋究“為什么”的答案，要找出其先進(jìn)科學(xué)的和落后不足的細(xì)節(jié)。引進(jìn)產(chǎn)品不一定都先進(jìn)，盲目吸收掩蓋了落后，不適合國(guó)情是虛假的先進(jìn)，最后都要吃大虧，都不是真正的反求的目標(biāo)。反求過(guò)程中，如何用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論、方法和技術(shù)去尋求符合國(guó)情的適用技術(shù)，是提高國(guó)產(chǎn)化零件質(zhì)量的核心問(wèn)題。尋找適用技術(shù)就是再創(chuàng)造，一旦突破，成效顯著，有時(shí)可使產(chǎn)品上水平、上檔次。2反求工程簡(jiǎn)介2.1反求工程概念反求工程(ReverseEngineering,RE),也稱(chēng)逆向工程、反向工程,是指用一定的測(cè)量手段對(duì)實(shí)物或模型進(jìn)行測(cè)量,根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)三維幾何建模方法重構(gòu)實(shí)物的CAD模型的過(guò)程,是一個(gè)從樣品生成產(chǎn)品數(shù)字化信息模型,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)的全過(guò)程。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)從無(wú)到有的過(guò)程，即設(shè)計(jì)人員首先在大腦中形成對(duì)該產(chǎn)品的總體構(gòu)思，然后綜合各方面的要素和因素，對(duì)產(chǎn)品的功能、性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀、個(gè)技術(shù)參數(shù)等借助計(jì)算機(jī)建立三位數(shù)字化信息模型，最終有可能將這個(gè)模型轉(zhuǎn)入到制造流程中，指導(dǎo)生產(chǎn)過(guò)程。所建立的三維數(shù)字化模型在后續(xù)的設(shè)計(jì)及制造環(huán)節(jié)中幾乎沒(méi)發(fā)揮作用，后期模型的制造還是依靠傳統(tǒng)的手工方法制作，造成前后工作脫節(jié)?；诜辞蠊こ痰脑O(shè)計(jì)從物質(zhì)形態(tài)上講可以認(rèn)為是一個(gè)從有到無(wú)，再?gòu)臒o(wú)到有的過(guò)程。簡(jiǎn)單地說(shuō)，反求工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是根據(jù)已存在的產(chǎn)品模型，反向推出產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（包括設(shè)計(jì)圖紙和數(shù)字模型）的過(guò)程。從這個(gè)意義上說(shuō)反求工程在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已經(jīng)很久了。早期的船舶工業(yè)中常用的船體放樣設(shè)計(jì)就是反求工程很好的實(shí)例。在工業(yè)設(shè)計(jì)的領(lǐng)域內(nèi)，反求工程主要應(yīng)用于新產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)中，以及產(chǎn)品的改型及更新?lián)Q代的設(shè)計(jì)過(guò)程，結(jié)合快速成型技術(shù)，快速的制造出產(chǎn)品樣品的食物模型或模具，供設(shè)計(jì)者驚醒性能測(cè)試、直觀評(píng)估和驗(yàn)證分析，完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造。2.2反求工程的研究?jī)?nèi)容反求工程技術(shù)的研究對(duì)象多種多樣，所包含的內(nèi)容頁(yè)比較多，主要可以分為以下三大類(lèi)：(1)實(shí)物反向：顧名思義，它是在已有實(shí)物條件下，通過(guò)試驗(yàn)、測(cè)繪和分折，提出再創(chuàng)造的關(guān)鍵。其中包括功能反向、性能反向、方案、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、精度、使用規(guī)范等多方面的反向。實(shí)物反向?qū)ο罂梢允钦麢C(jī)、部件、組件和零件。(2)軟件反向：產(chǎn)品樣本、技術(shù)文件、設(shè)計(jì)書(shū)、使用說(shuō)明書(shū)、圖紙、有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、管理規(guī)范和質(zhì)量保證手冊(cè)等均稱(chēng)為技術(shù)軟件。軟件反向中有三類(lèi)情況：1)既有實(shí)物，又有全套技術(shù)軟件；2)有實(shí)物而無(wú)技術(shù)軟件；3)無(wú)實(shí)物，僅有全套或部分技術(shù)軟件。(3)影像反向：無(wú)實(shí)物，無(wú)技術(shù)軟件，僅有產(chǎn)品相片、圖片、廣告介紹、參觀印象和影視畫(huà)面等，要從其中去構(gòu)思、想象來(lái)反向，稱(chēng)為影像反向，這是反向?qū)ο笾须y度最大的。影像反向本身就是創(chuàng)新過(guò)程。目前還未形成成熟的技術(shù)。一般要利用透視變換和透視投影。形成不同透視圖，從外形、尺寸、比例和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，去琢磨其功能和性能，進(jìn)而分析其內(nèi)部可能的結(jié)構(gòu)。2.3反求工程的設(shè)計(jì)步驟反求工程一般可分為四個(gè)階段：第一步：零件原形的數(shù)字化。通常采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)或激光掃描儀等測(cè)量裝置來(lái)獲取零件原形表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)值。第二步：從測(cè)量數(shù)據(jù)中提取零件原形的幾何特征。按測(cè)量數(shù)據(jù)的幾何屬性對(duì)其進(jìn)行分割，采用幾何特征匹配與識(shí)別的方法來(lái)獲取零件原形所具有的設(shè)計(jì)與加工特征。第三步:：零件原形CAD模型的重建。將分割后的三維數(shù)據(jù)在CAD系統(tǒng)中分別做表面模型的擬合，并通過(guò)各表面片的求交與拼接獲取零件原形表面的CAD模型。第四步:：重建CAD模型的檢驗(yàn)與修正。采用根據(jù)獲得的CAD模型重新測(cè)量和加工出樣品的方法來(lái)檢驗(yàn)重建的CAD模型是否滿(mǎn)足精度或其他試驗(yàn)性能指標(biāo)的要，對(duì)不滿(mǎn)足要求者重復(fù)以上過(guò)程，直至達(dá)到零件的逆向工程設(shè)計(jì)要求。2.4反向工程測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)測(cè)量是通過(guò)特定的測(cè)量設(shè)備和測(cè)量方法獲取產(chǎn)品將被測(cè)產(chǎn)品放置于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量空間內(nèi)表面離散點(diǎn)的幾何坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將產(chǎn)品的幾何形狀數(shù)字化。其測(cè)量原理是：將被測(cè)產(chǎn)品放置于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量空間內(nèi)，可以獲得被測(cè)產(chǎn)品上各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，擬合形成測(cè)量元素，如圓、球、圓柱、圓錐、曲面等，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算的方法得出其形狀、位置公差及其它幾何量數(shù)據(jù)。高效、高精度地獲取產(chǎn)品的數(shù)字化信息是實(shí)現(xiàn)反向工程的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。[3]現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集方法主要分為兩大類(lèi)：(1)接觸式數(shù)據(jù)采集方法包括使用基于力的擊發(fā)原理的觸發(fā)式數(shù)據(jù)采集和連續(xù)式掃描數(shù)據(jù)采集、磁場(chǎng)法、超聲波法。接觸式數(shù)據(jù)采集通常使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，測(cè)量時(shí)可根據(jù)實(shí)物的特征和測(cè)量的要求選擇測(cè)頭及其方向，確定測(cè)量點(diǎn)數(shù)及其分布，然后確定測(cè)量的路徑，有時(shí)還要進(jìn)行碰撞的檢查。觸發(fā)式數(shù)據(jù)采集方法采用觸發(fā)探頭，觸發(fā)探頭又稱(chēng)為開(kāi)關(guān)測(cè)頭，當(dāng)測(cè)頭的探針接觸到產(chǎn)品的表面時(shí)，由于探針受力變形觸發(fā)采樣開(kāi)關(guān)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記下探針的當(dāng)前坐標(biāo)值，逐點(diǎn)移動(dòng)探針就可以獲得產(chǎn)品的表面輪廓的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。常用的接觸式觸發(fā)探頭主要包括：機(jī)械式觸發(fā)探頭、應(yīng)變片式觸發(fā)探頭、壓電陶瓷觸發(fā)探頭。采用觸發(fā)式測(cè)頭的優(yōu)點(diǎn)在于：適用于空間箱體類(lèi)工件及已知產(chǎn)品表面的測(cè)量；觸發(fā)式探頭的通用性較強(qiáng)，適用于尺寸測(cè)量和在線(xiàn)應(yīng)用；體積小，易于在狹小的空間內(nèi)應(yīng)用；由于測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)測(cè)量機(jī)處于勻速直線(xiàn)低速狀態(tài)，測(cè)量機(jī)的動(dòng)態(tài)性能對(duì)測(cè)量精度的影響較小。但由于測(cè)頭的限制，不能測(cè)量到被測(cè)零件的一些細(xì)節(jié)之處，不能測(cè)量一些易碎、易變形的零件。另外接觸式測(cè)量的測(cè)頭與零件表面接觸，測(cè)量速度慢，測(cè)量后還要進(jìn)行測(cè)頭補(bǔ)償，數(shù)據(jù)量小，不能真實(shí)的反映實(shí)體的形狀。(2)非接觸式數(shù)據(jù)采集方法主要運(yùn)用光學(xué)原理進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，主要包括：激光三角形法、激光測(cè)距法、結(jié)構(gòu)光法以及圖像分析法等。非接觸式數(shù)據(jù)采集速度快、精度高，排除了由測(cè)量摩擦力和接觸壓力造成的測(cè)量誤差，避免了接觸式測(cè)頭與被測(cè)表面由于曲率干涉產(chǎn)生的偽劣點(diǎn)問(wèn)題，獲得的密集點(diǎn)云信息量大、精度高，測(cè)頭產(chǎn)生的光斑也可以做得很小，可以探測(cè)到一般機(jī)械測(cè)頭難以測(cè)量的部位，最大限度地反映被測(cè)表面的真實(shí)形狀。非接觸式數(shù)據(jù)采集方法采用非接觸式探頭，由于沒(méi)有力的作用，適用于測(cè)量柔軟物體；非接觸式探頭取樣率較高，在50次／秒到23000次／秒之間，適用于表面形狀復(fù)雜，精度要求不特別高的未知曲面的測(cè)量，例如：汽車(chē)、家電的木模、泥模等。但是非接觸式探頭由于受到物體表面特征的影響(顏色、光度、粗糙度、形狀等)的影響較大，目前在多數(shù)情況下其測(cè)量誤差比接觸式探頭要大，保持在10微米級(jí)以上。該方法主要用于對(duì)易變形零件、精度要求不高零件、要求海量數(shù)據(jù)的零件、不考慮測(cè)量成本及其相關(guān)軟硬件的配套情況下的測(cè)量?？傊?，在可以應(yīng)用接觸式測(cè)量的情況下，不要采用非接觸式測(cè)量；在只測(cè)量尺寸、位置要素的情況下盡量采用接觸式測(cè)量；考慮測(cè)量成本且能滿(mǎn)足要求的情況下，盡量采用接觸式測(cè)量；對(duì)產(chǎn)品的輪廓及尺寸精度要求較高的情況下采用非接觸式掃描測(cè)量；對(duì)離算點(diǎn)的測(cè)量采用掃描式；對(duì)易變形、精度要求不高的產(chǎn)品、要求獲得大量測(cè)量數(shù)據(jù)的零件進(jìn)行測(cè)量時(shí)采用非接式測(cè)量方法。3PRO/E軟件介紹Pro/ENGINEER是位于美國(guó)波斯頓的PTC公司于1988年開(kāi)發(fā)出參數(shù)化建模軟件系統(tǒng)，并于2008年1月全球發(fā)布推出Pro/ENGINEER野火4.0版本。廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航天、通訊、模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽車(chē)、自行車(chē)、家電、玩具等行業(yè)。其所提供的獨(dú)立幾何、小平面特征和重新造型等模塊都可完成逆向反求工作。Pro/ENGINEER反求工程的工作模式如圖3-0-1所示。點(diǎn)云數(shù)據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析獨(dú)立幾何小平面特征重新造型其它掃描曲線(xiàn)型曲線(xiàn)型曲面CAD模型創(chuàng)建修改數(shù)據(jù)處理包絡(luò)處理小平面處理創(chuàng)建曲線(xiàn)創(chuàng)建曲面修改圖3-0-13.1獨(dú)立幾何模塊Pro/SCANTOOLS（獨(dú)立幾何）是一個(gè)完全集成于Pro/ENGINEER實(shí)體建模中的逆向曲面構(gòu)建模塊，它可以接受有序點(diǎn)(掃描線(xiàn)數(shù)據(jù))，也可以接受散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)，且可以用來(lái)構(gòu)造非A級(jí)的自由曲面,一般應(yīng)用于電器產(chǎn)品、汽車(chē)內(nèi)飾件、塑料件等行業(yè)。它是一種非參數(shù)化環(huán)境工具，屬于超級(jí)特征，與其它特征沒(méi)有父子關(guān)系。其可使用戶(hù)專(zhuān)注于模型的特定區(qū)域，并結(jié)合各種造型方法和工具來(lái)獲得期望的形狀和屬性。3.2小平面特征小平面建模(FacetFeature)是Pro/E逆向工程模塊的一部分，其基本原理是利用模型樣件的掃面點(diǎn)云中的每一點(diǎn)與其相鄰的兩點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)小三角形平面，用大量的小三角面表示曲面的大致形狀。在小平面特征環(huán)境中，可對(duì)原始點(diǎn)云進(jìn)行噪音點(diǎn)過(guò)濾、數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)、數(shù)據(jù)平滑以及特征點(diǎn)的提取等“點(diǎn)”處理工作。而后的包絡(luò)定義以及相關(guān)的小平面操作可以完成對(duì)“面”的操作處理。3.3重新造型重新造型是一個(gè)逆向工程模式，用來(lái)在多面(小三角形平面)數(shù)據(jù)的頂部重建或構(gòu)造曲面CAD模型。重新造型多用于小平面特征之后，在小平面模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)造并調(diào)整曲面。4足球反求設(shè)計(jì)實(shí)例按照反求工程步驟，第一步要進(jìn)行的是零件原型數(shù)據(jù)化，由于足球是一個(gè)表面幾何結(jié)構(gòu)式規(guī)則的，是由正五邊形和正六邊形拼湊而成的，所以測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)只要測(cè)一個(gè)正五邊形和它相鄰的一個(gè)正六邊形坐標(biāo)即可由于足球的是軟的，屬于易變形產(chǎn)品，若是用直接測(cè)量方式進(jìn)行測(cè)量，那得到的數(shù)據(jù)肯定有很大的誤差，所以只能采用非接觸測(cè)量方式。用光學(xué)測(cè)量?jī)x對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，然后制作成點(diǎn)數(shù)據(jù)，再導(dǎo)入到PRO/E軟件中進(jìn)行足球模型重建。4.1新建PRT文件打開(kāi)PRO/E軟件，點(diǎn)擊文件菜單下的新建項(xiàng)，彈出4-1-1圖界面，選擇零件，并可在此時(shí)為零件命名。將使用缺省模版前的勾取消，點(diǎn)擊確定出現(xiàn)4-圖4-1-1圖44.2插入并分析點(diǎn)數(shù)據(jù)在菜單欄中點(diǎn)擊插入選項(xiàng)，選擇共享數(shù)據(jù)，再點(diǎn)擊自文件，如4-2-1所示，將以準(zhǔn)備好的點(diǎn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到工作面板中，并彈出如圖4圖4圖4導(dǎo)入點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)擊右邊工具欄中草繪圖標(biāo)并選擇FRONT面做基準(zhǔn)面，計(jì)入草繪狀態(tài)。圖4首先點(diǎn)擊分析菜單中的距離測(cè)量選項(xiàng)，測(cè)量五邊形的中心到五邊形兩邊的距離是否相等（如圖4-2-4所示）以確定該五邊形在FRONT面內(nèi)是否關(guān)于中心軸對(duì)稱(chēng)，該實(shí)例中測(cè)得兩邊的距離分別是21.5621和21.5716，在誤差很小的范圍內(nèi)是對(duì)稱(chēng)的。在工具欄中找到輔助線(xiàn)，貼著五邊形的三條邊緣作輔助線(xiàn)。使用工具欄中畫(huà)圓工具中的三點(diǎn)畫(huà)圓，分別選中三條輔助線(xiàn)的焦點(diǎn)，拖動(dòng)鼠標(biāo)使圓心落在五邊形的中心，如圖4圖4-2-4 圖44.3畫(huà)正五邊形修改圓的直徑，可以估算圓的直徑為50.00，并使用直線(xiàn)工具在院中畫(huà)出一個(gè)五邊形，并用約束工具將五分別分別約束相等，這樣便可確定出五邊形。如圖4-3-1所示，隱藏點(diǎn)數(shù)據(jù)如圖4圖4-3-2 圖4選中途中的圓，并長(zhǎng)按鼠標(biāo)右鍵，點(diǎn)擊構(gòu)建選項(xiàng)，如圖4-3-4所示，將圓構(gòu)建變成輔助線(xiàn)，如圖 圖4-3-4 圖44.4確定六邊形的一條邊點(diǎn)擊草繪工具，選擇FRONT面作為基準(zhǔn)面，進(jìn)入草繪2，在工具欄中找到通過(guò)邊創(chuàng)建圖元命令，點(diǎn)擊并選擇五邊形的一條邊，如圖4-4-1圖4在工具欄中找到輔助線(xiàn)沿著剛剛選擇的邊做一條輔助線(xiàn)，如圖4-4-2圖4在工具欄中找到直線(xiàn)工具從五邊形的一個(gè)頂點(diǎn)開(kāi)始畫(huà)一條線(xiàn)段，并用約束工具將其長(zhǎng)度與五邊形長(zhǎng)度約束相等。再將其與輔助線(xiàn)的夾角修改為120度，昨晚所有操作，刪除創(chuàng)建的圖元及輔助線(xiàn)，如圖4-4-3圖4用同樣的方式用另一條邊也畫(huà)出同樣的兩一條線(xiàn)段，完成草繪3，退出草繪如圖4-4-4圖4選中草繪2，點(diǎn)擊工具欄中圖標(biāo)，并設(shè)置為180度曲面旋轉(zhuǎn)。并用同樣的方式對(duì)草繪3進(jìn)行曲面旋轉(zhuǎn)，得到旋轉(zhuǎn)面1和旋轉(zhuǎn)面2，如圖4-4-5所示圖。圖4同時(shí)選中旋轉(zhuǎn)面1和旋轉(zhuǎn)面2，點(diǎn)擊編輯菜單中的相交命令，得到兩個(gè)曲面的交線(xiàn)，這條交線(xiàn)就是足球零件中六邊形的一條邊，如圖4-4-6圖44.5畫(huà)六邊形首先要確定六邊形坐在平面，點(diǎn)擊工具欄中圖標(biāo)選擇六邊形的兩條邊的三個(gè)點(diǎn)，確定六邊形所在平面DTM1。圖4點(diǎn)擊草繪命令選擇DTM1面作為基準(zhǔn)面（圖4-5-2），并用通過(guò)邊創(chuàng)建圖元命令分別創(chuàng)建六邊形的兩條邊（圖4圖4-5-2 圖4選擇通過(guò)三點(diǎn)創(chuàng)建圓工具，分別點(diǎn)擊六邊形兩條邊的三點(diǎn)，創(chuàng)建六邊形的外接圓（圖4-5-4）。選擇直線(xiàn)工具再畫(huà)出六邊形的另外四條邊并約束去各邊相等，如圖4圖4-5-4 圖4選中途中的圓，長(zhǎng)按鼠標(biāo)右鍵，選擇構(gòu)建將其構(gòu)建成輔助線(xiàn)，再分別刪除剛剛使用通過(guò)邊創(chuàng)建圖元?jiǎng)?chuàng)建的兩條線(xiàn)段圖元，點(diǎn)擊草繪工具欄中確定按鈕，完成草繪4，退出草繪得到如4-5-6圖44.6確定球心并確定球心到各邊的垂直距離點(diǎn)擊草繪命令，選擇RIGHT面作為基準(zhǔn)面，選擇六邊形的一條邊創(chuàng)建圖元，并使用直線(xiàn)工具從六邊形的中心畫(huà)一條線(xiàn)段，然后約束其與六邊形垂直。使用直線(xiàn)工具從五邊形的中心軸線(xiàn)畫(huà)一條線(xiàn)段與剛剛畫(huà)的那條線(xiàn)段相交，交點(diǎn)即是足球球心，如圖4-6-1所示。點(diǎn)擊工具欄中圖標(biāo)，將線(xiàn)段相交后多余的部分剪裁掉，如圖4-6-2所示，完成后刪除剛剛創(chuàng)建的邊圖元。圖4-6-1 圖4點(diǎn)擊分析菜單中的長(zhǎng)度測(cè)量選項(xiàng)，分別測(cè)量球心到兩邊的距離，得到球心到五邊形和六邊形的距離分別是68.4017、66.6338。圖4-6-4 4.7創(chuàng)建混合曲面點(diǎn)擊插入菜單下的混合選項(xiàng)，再選擇曲面，彈出菜單管理器混合選項(xiàng)窗口，在窗口中默認(rèn)為規(guī)則界面，草繪界面，點(diǎn)擊完成，彈出屬性窗口，選擇開(kāi)放終點(diǎn)并點(diǎn)擊完成。再點(diǎn)擊完成后會(huì)彈出現(xiàn)則平面的提示框，選擇FRONT面先做正五邊形的混合曲面，注意方向然后在設(shè)置平面窗口中點(diǎn)擊正向，再點(diǎn)擊缺省完成設(shè)置，如圖4-7-1圖4點(diǎn)擊工具欄中通過(guò)邊創(chuàng)建圖元工具，然后分別點(diǎn)擊五邊形的五條邊，長(zhǎng)按鼠標(biāo)右鍵選擇切換鋪面，然后點(diǎn)擊工具欄中點(diǎn)工具，在五邊形的中心點(diǎn)擊一個(gè)點(diǎn)，再點(diǎn)擊工具欄中的完成命令，彈出菜單管理器深度窗口，按圖4-7-2圖4在窗口中輸入一線(xiàn)測(cè)量的球心到五邊形的距離68.4017，然后點(diǎn)擊曲面對(duì)話(huà)框中的確定按鈕得到所要的混合曲面，如圖4-7-3圖4使用同樣的方式選擇以DMT1面做主六邊形的混合曲面，再調(diào)出點(diǎn)數(shù)據(jù)看看面是否擬合如圖4-7-5圖4-7-4 圖44.8畫(huà)球體的五邊形六邊形快以RIGHT面為基準(zhǔn)面計(jì)入草繪，用五邊形的混合曲面的一條邊創(chuàng)建一條邊，并使用點(diǎn)工具在球心畫(huà)點(diǎn)，刪除創(chuàng)建的邊，以球心為圓心畫(huà)圓，使圓的邊貼近點(diǎn)數(shù)據(jù)邊緣，建立垂直的輔助線(xiàn)，留下復(fù)制先右邊的半圓，其余的用剪裁工具剪裁掉，點(diǎn)擊確定，完成草繪6。選中草繪6，使用曲面旋轉(zhuǎn)工具進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，得到旋轉(zhuǎn)曲面3，也就是足球的外表面，如圖4-8-3圖4-8-1 圖4圖4隱藏點(diǎn)數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)五邊形和六邊形與球面不吻合，先將五邊形和六邊形的混合曲面做延生。隱藏旋轉(zhuǎn)曲面3以及六邊形的混合曲面，點(diǎn)擊編輯—>延伸，輸入延伸5.0，方向向外，如圖4-8-4圖4足球是有外表面，也是有內(nèi)表面的，將五邊形和六邊形的混合曲面都延伸完畢后對(duì)旋轉(zhuǎn)曲面3進(jìn)行向內(nèi)偏移求內(nèi)表面。選中旋轉(zhuǎn)曲面3，點(diǎn)擊編輯—>偏移，如圖4-8-5圖4輸入偏移量5.0，偏移方向向內(nèi)，如圖4-8-6圖4同時(shí)選中旋轉(zhuǎn)曲面3和五邊形的混合曲面，點(diǎn)擊編輯—>合并，注意選擇如4-8-7所示方向，點(diǎn)擊確定，得到如4圖4-8-7 圖4繼續(xù)選中五邊形的混合曲面，并同時(shí)選中偏移1，也就是足球內(nèi)表面，點(diǎn)擊編輯—>合并，注意方向如圖4-8-9所示，點(diǎn)擊確定得到如圖4圖4-8-9 圖4使用同樣的方式將六邊形混合曲面與旋轉(zhuǎn)曲面合并得到足球的六邊形快。由于在五邊形的混合曲面操作中已經(jīng)將混合曲面3和偏移1合并掉了，所以還需要一個(gè)足球外表面和一個(gè)足球內(nèi)表面，選中旋轉(zhuǎn)曲面3，點(diǎn)擊工具欄中的復(fù)制按鈕，然后點(diǎn)擊粘貼，得到一個(gè)新的足球外表面，同樣復(fù)制偏移1，得到一個(gè)新的足球內(nèi)表面，然后用同樣的方式進(jìn)行曲面合并，得到如圖4-8-11圖4由于足球模塊的邊并不是尖銳的棱角，而是圓滑的，所以要對(duì)模塊的邊進(jìn)行倒圓角，選擇倒圓角工具，先對(duì)五邊形和六邊形的尖角進(jìn)行倒圓，點(diǎn)擊倒圓角工具，分別選中五邊形和六邊形的各尖邊，如圖4-8-12,所示，輸入倒圓角的半徑為5.0，點(diǎn)擊確定，然后用同樣的方式對(duì)足球模塊的外表面的邊進(jìn)行倒圓，導(dǎo)員半徑為3.0，得到如圖4-8-13所示圖圖4圖4-8-13 圖此時(shí)可以調(diào)出點(diǎn)數(shù)據(jù)，選擇合適的視角對(duì)比，看模塊是否擬合，這樣一個(gè)足球的五邊形個(gè)六邊形零件就已經(jīng)做出來(lái)了4.9．零件組裝足球及外觀完成了零件的制作，后面的就是要將零件組裝成足球整體，點(diǎn)擊輔助線(xiàn)工具選擇經(jīng)過(guò)穿過(guò)FRONT面和RIGHT，得到一條闖過(guò)五邊形塊中心的一條直線(xiàn)。如圖.4-9-1圖4選中六邊形快，點(diǎn)擊工具欄復(fù)制命令，再點(diǎn)擊粘貼命令，得到一個(gè)復(fù)制的六邊形快，在模型樹(shù)中選中復(fù)制的六邊形塊，在工具欄點(diǎn)擊圖形（陣列按鈕），選擇以軸方式陣列，陣列數(shù)位5，角度為72度，點(diǎn)擊確定，得到如圖4-9-2所示圖形。然后可以使用（鏡像）工具對(duì)各個(gè)模塊選擇合適的面進(jìn)行鏡像逐漸得到一個(gè)完整的球體，如圖4-9-3所示。圖4到此一個(gè)完整的足球結(jié)構(gòu)已經(jīng)組裝完成，剩下的就是外觀，點(diǎn)擊視圖菜單下的顏色與外觀，彈出外觀編輯器，在顏色中選取合適的顏色，在制定對(duì)畫(huà)畫(huà)框中選擇面組，點(diǎn)