PROE逆向工程

1、点云数据的处理点云数据的处理点云数据的处理主要是指对点云数据进行滤波、压缩、拼合、统一等数据处点云数据的处理主要是指对点云数据进行滤波、压缩、拼合、统一等数据处理。由于实际工作中受到人为或随机因素的影响理。由于实际工作中受到人为或随机因素的影响, ,测量结果含有噪音测量结果含有噪音, ,如果有如果有必要必要, ,需重新排列分开这些点云。对点阵进行平滑滤波处理需重新排列分开这些点云。对点阵进行平滑滤波处理, ,测试或更正、优测试或更正、优化不良的点云或噪声点化不良的点云或噪声点( (即测量误差点即测量误差点),),然后对冗余数据精简处理然后对冗余数据精简处理, ,根据需要根据需要创建点云的网格、

2、点的分割或特征提取创建点云的网格、点的分割或特征提取基于点云的曲线和曲面重构基于点云的曲线和曲面重构逆向工程最重要的工作之一是曲线、曲面拟合与逆向工程最重要的工作之一是曲线、曲面拟合与CADCAD建模曲线、曲面的创建主要建模曲线、曲面的创建主要是基于各种点云数据是基于各种点云数据, ,可以是散乱点云、多个点阵列和各种特征点。通过对点可以是散乱点云、多个点阵列和各种特征点。通过对点阵的数据进行拟合得到各种类型的曲线阵的数据进行拟合得到各种类型的曲线(NURBS(NURBS曲线曲线),),经过区域分块的数据点经过区域分块的数据点可以进行曲面拟合可以进行曲面拟合, ,也可以利用曲线进行曲面的创建也可

3、以利用曲线进行曲面的创建在Pro/E中点云处理工具 在Pro/E中点云处理工具点、点列、点云数据并进行逆向曲线、曲面设计的模块主要有:ICEMSurf、Pro/SCAN-TOOLS(扫描工具)、FacetFeature(小平面特征)和RepeatStyle(重新建模),它们各有特点,适用于不同的应用领域。Pro/SCAN-TOOLS （Independent Geometry独立几何）是集成于Pro/E软件中的专门用于逆向工程建模的工具模块,对于输入的点云文件数据及其之后生成的曲线和曲面特征都是型特征。型特征是一种复合特征,其特点是在型特征外部或它们相互之间没有父子从属关系,因此在完成特征建模

4、之后,可以将输入的原始点云及其建立的线、面型特征删除。FacetFeature小平面特征建模工具是Pro/E新增特征建模工具,可以输入对产品模型进行扫描或三坐标测量所获得的点云数据,纠正设备引起的点云错误,可以对点云进行点云消噪、点云精简、平滑滤波、部分点云删除和增补、三角网格划分和三角平面处理,最后获得模型的多面CAD数据。RepeatStyle重新造型也是一个逆向工程环境,可以用来在多面即三角平面数据之上建立曲面CAD模型,也可直接输入多面3D数据进行曲线曲面建模。其曲线曲面建模方法非常灵活,同时又有多种建模方法。基于Pro/E的点云处理方法逆向造型时应从产品外形入手,合理地对产品进行分解

5、,确定产品结构的主要特征,分清哪些是规则基本特征(如旋转曲面、拉伸面、直纹面、扫描面、过渡、倒角等特征),哪些是自由曲面特征。在点云获取时对于规则特征应精确测得一些必要的特征点,而复杂曲面则应尽可能测得多的点信息,然后进行拟合。根据所测量的点云,从中提取重要的基准点,建立基准线和基准面,通过旋转、拉伸、扫描、混合、延伸等工具并与正向工程相结合进行CAD模型的建立和修改。利用Pro/E逆向工程建模工具,就能顺利进行逆向工程中的产品CAD建模。1，独立几何的运用，独立几何的运用基本流程：插入独立几何并读入点云文件对生成的示例曲线进行修改创建型曲线插入型特征并建立型曲面。以瓶子为例来说明其建立过程如

6、下：新建零件模型并加入高密度或低密度点云示例数据点选坐标后，选取点选坐标后，选取要处理的文件要处理的文件格式为格式为点云的保留数目百分比值，在不影响曲面的作图外观前提下，尽可能少的保留点云根据需要选择，选取截面线获取的截面线删除删除重组曲线重组曲线-连接曲线连接曲线线重组后对曲线通过点进行编辑，调顺按住ctrl键，加选点生成顺滑曲线2，小平面特征的运用，小平面特征的运用注意单位与零件档案单位一致进入点处理模块选取当前所选以外的点，并且取消当前所选的点 把选择的点隐藏 显示所有点云 对选定的单击修剪 删除所选点云 删除离散点云 光滑化 减少点云数目 用点填充破孔 生成模型包络（蒙皮）在小平面特征

7、中，主要有三个阶段，第一阶段是点，第二阶段是包络阶段，最后才是小平面阶段。在小平面环境下，如果打开的是点云文件，那么就会在菜单栏上多一个在小平面环境下，如果打开的是点云文件，那么就会在菜单栏上多一个“点点”菜单，在菜菜单，在菜单下有所有可以对点云进行处理的命令，如图所示。单下有所有可以对点云进行处理的命令，如图所示。1.反向选取2.隐藏选定的噪音在检测领域的噪声和工业上的噪声并不是一样的概念，不过产生的原理近似而已。检测上的噪声指的是因为检测设备或物体表面等原因所造成的检测数据表面偏移理论或实际值的跳动。就好像用手画一条圆弧线一样，总体看是一条圆弧线，但仔细近看，就会看到这条线并非完全光滑，而

8、是有数目不等的锯齿跳动，这些锯齿就是所谓的噪音。软件上减少噪音无非就是把斜偏差通过加全平均的方法来生成一个平均值从而实现一定程度的光滑化对点云的处理完成好后，就进行包修阶段的处理，这个可以使用“点”“包络”命令来达到。从表面看包修阶段阿和小平面阶段并没有什么区别，都是由三角面组成的，区别在于，包修阶段包含了所有原始点云的内部结构，也就是说包修阶段虽然点云没有显示出来，但在系统内部还是保存了这些点云的数据结构；而当进入小平面阶段就会把原始的点云删掉包络阶段移除腹板当大范围的多余数据处理玩后，就可以进入精调阶段。在精调阶段又会增加三个细调命令：填充边，填充，填充层。这三个命令在实际操作中不太好用，

9、不做详细介绍小平面阶段精调完成后可以进入小平面阶段了，命令精调-多面体面或包修。在小平面阶段可供选择命令如下： “ 按长度选取”和“反向选择”两个命令和前面的点的选择含义是一样的。1.删除删除2.填充孔填充孔利用这个命令可以把扫描过程点丢失所造成的破孔补上。如图所示要激活“填充孔”命令，首先要选择破孔的一条开放边3.整理（清除）整理（清除）“整理”命令使用形状修正算法。使用此命令可修正多面数据的三角形，整理多面几何使多边形曲面符合由原始点集确定的形状。此命令可根据所选模式移除凹痕、平滑圆柱部分或锐化边。此命令也有两种模式：自由生成和机械，分别针对自由形状(如卡通公仔)和机械产品。对原始三角形进

10、行一次整理准没错4.分样分样为了减少计算资源的使用以便于后续处理，通常都要对原始三角形进行分样来减少三角形数目。至于要减少到多少，视各人对细节要求和电脑配置有关。在不影响速度的情况下多保留一些三角形还是有好处的。在“分样”对话框中有两项内容要设置，一个是“保持百分比”，也就是希望分样后保留的三角形数目；另一个“固定边界”选项则可以保证在分样过程中不会影响到边界的三角形以维持边界的精度。如图所示的两图则显示了分样的效果。5.精整精整对于某些不便扫描的区域，通常得到的点数目都比较少，这样生成的三角形数目少而边长长，表面比较棱化，这时候可以用“精整”命令来添加三角形从而达到细化的目的。添加的算法有两

11、种：3X分舱和4X分舱。3X分舱：对选定区域中现有的每个三角形都使用三个三角形替换。4X分舱：对选定区域中现有的每个三角形都使用四个三角形替换。如果选中“移动点”复选框，那么在精整过程中就会自动调整顶点的位置以便容纳增加的三角形并生成更平滑的曲面。“固定边界”复选框则可以确保自动精整过程中不移动边界边和锐边，在边界包含拐角或要保留的特征线时，这是非常有用的。因为精整主要是针对三角形比较稀疏的区域进行的，所以一般要和“按长度选取”选项结合使用比较好。6. 松弛松弛松驰也是逆向中的一个重要术语，这个词是根据橡皮筋的受力表现出的形状而产生的，想象一下一条橡皮筋两端固定(如图所示)，假如在中间填加力，

12、那么力越大，橡皮筋就崩得越直并凸起的角就越小(换言之就是越尖)；力越小自然就越松弛，换言之就是越顺滑。回到三角面，扫描得到的三角面粗看还是比较光滑的，但是放大来看就会看到类似山峰的凸起，也可以看作是因为三角形受到拉力而凸起的。假设原始的拉力为1，那么当把这个力减小的话，三角形的凸起就会得到弱化从而实现光滑贴形的目的。Relax前在“松驰”对话框中，有几个选项迭代：迭代次数，即进行松弛操作的次数，值越大得到的结果越光滑，不过太高的值就没有意义了，徒然增加运算时间而已，2到3次即可。强度：即进行松弛的强度，强度越大就越松弛，也就是得到的结果越光滑，但是也意味着精度会相应降低，所以要根据实际情况确定

13、一个均衡点。固定边界：允许在松弛过程中维持边界不变。7.添加小平面添加小平面可以通过定义三个端点来添加一个小平面，如图9.拆分边界（分割边界拆分边界（分割边界）通过选取两个小平面的公共边，将边分割成两部分，并将这两个小平面分别分割成两部分，如下图要拆分的边界已拆分边界10.生成集管生成集管小平面的最后一步，一定要生成集管，否则就进入不了后续的重造型模块。生成集管的意思就是将所有三角形的边(除边界外)不间断地连接在一起。也就是对每个集管而言，它的三角形内部边都是连在一起的。生成集管的两个选项“打开”和“封闭的”主要是针对在点包修时候所采用的模式，一般地，当点云比较密集时，包修的时候可以用打开的方

14、式。这样的计算时间比较短，只有当打开方式产生的结果不理想时再用封闭的方式尝试。而对点云比较稀疏的时候建议用封闭的方式。经过上面的步骤，就可以由点云最终生成下面的小平面模型，如图所示，退出小平面环境便可。最后总结一下小平面的流程最后总结一下小平面的流程u点处理点处理使用“插入”“小平面特征”并输入.igs.pts、.acs、.vtx 或.ibl 文件，输入点集。去除错误数据，例如，在所需几何外部的点。必要时可删除部分点。将噪音减到最少。对点进行取样以整理数据并减少计算时间。由点集创建包络。u包络处理包络处理通过在选定区域内扩展曲面或扩展曲面直到点密度改变处，来移除三角形。移除由点集创建包络时在模

15、型的间隙生成的连接面。以直线方式贯穿模型来移除三角形，这类似于钻孔。向几何的选定区域添加三角形的一个单独的层。填充选定几何的所有凹陷部分。填充需要附加体积的区域，以便定义在扫描时变模糊的边。u小平面处理小平面处理删除不需要的小平面。减少三角形的数量而不损坏曲面的连续性或细节。填充可能在扫描过程中引入的孔。通过减小小平面尺寸改善多面几何。通过以迭代方式改变顶点坐标来平滑多边形曲面反转有公共边的两个小平面的方向。通过分割现有小平面或选取三个开放顶点来创建新的小平面，从而添加小平面。 重新造型重新造型是一个逆向工程环境，可用来在多面（三角形化）数据的顶部重建曲面CAD 模型。可直接输入多面数据或使用

16、Pro/ENGINEER 的小平面建模“功能通过转换点集数据进行创建。要在重新造型环境中操作，需要重新造型提供一整套的自动、半自动和手动工具，可用来执行以下任务：创建和修改曲线，包括在多面数据上的曲线对多面数据使用曲面分析以创建特性曲线。这些曲线表示具有类似曲率的（在等值线分析时）模 型区域，或者曲率突变（在极值分析时）区域，如模型的锐边。 使用多面数据创建并编辑全部或部分解析曲面、拉伸曲面和旋转曲面 使用多面数据和曲线创建、编辑和处理自由形式的多项式曲面，包括高次B 样条和Bezier 曲面 对多面数据拟合自由形式曲面 管理曲面间的连接和相切约束 执行基本的曲面建模操作，包括曲面外推与合并注

17、意：注意： 要使用重新造型，必须有Pro/SURFACE 和Reverse_Engineering 许可。 在重新造型中创建的基准点、基准曲线和基准平面是重新造型特征的一部分。不能在重新造型以外对其进行修改。可在Pro/ENGINEER 的所有后续操作和应用程序中使用在重新造型内创建的曲面CAD模型。重新造型模块重新造型模块所有在“重新造型”特征中创建的几何均为该特征的一部分。“重新造型”特征仅从属于基础“小平面”特征。如果修改“小平面”特征，“重新造型”特征也随之更新。在“重新造型”特征中创建的几何与模型中原有特征之间没有其它的父子关系。进入此模块，首先小平面模型要生成集管，命令位置：插入重新造型。进入重新造