UG软件在逆向工程中的应用

1、UG软件在在逆向工程程中的应用用介绍了在逆逆向工程中中如何用UUG做逆向向设计。一一般是先输输入测得的的数据点云云，根据数数据点连线线，然后构构建曲面。最后又介介绍了把片片体构造为为实体的过过程和方法法。一、前言 传传统的产品品设计一般般都是“从无到有有”的过程，设设计人员首首先构思产产品的外形形、性能以以及大致的的技术参数数等，再利利用CADD建立产品品的三维数数字化模型型，最终将将模型转入入制造流程程，完成产产品的整个个设计制造造周期，这这样的过程程可称为“正向设计计”。而逆向向工程则是是一个“从有到无无”的过程，就就是根据已已有的产品品模型，反反向推出产产品的设计计数据，包包括设计图图纸

2、和数字字模型。 逆逆向工程的的专业软件件有Surrfaceer、ICCEM、CCopyCCAD和RRapiddFormm等，这些些软件非常常适合处理理大量扫描描的点云数数据。例如如，对一个个小车的外外型进行激激光扫描，大大约可以得得到30万万个测量点点，通过专专业的Suurfaccer软件件建构而得得到数字模模型，达到到了预期的的效果。同同时，我们们也对UGG在逆向工工程中的应应用进行了了探索，在在过程中得得到了一些些经验，下下面详细介介绍如下。二、数据点点的输入 用用UG软件件做逆向工工程，使用用的测量设设备大多都都是接触式式手动三坐坐标划线机机，主要针针对剖面、轮廓和特特征线进行行测量，测

3、测量的数据据点不是很很多，UGG处理起来来也比较容容易。 但但是本文的的车模型用用激光扫描描测到的数数据点多达达30万个个，这么多多的数据点点输入UGG是很困难难的，因此此我们在SSurfaacer软软件里对点点云数据进进行了除噪噪、稀疏等等预处理。而为了准准确地保持持原来的特特征点和轮轮廓点，我我们大体构构造了轮廓廓线和特征征线，和点点云数据一一起导入UUG中，如如图1所示示。图1 输输入数据三、通过点点构造曲线线 11.在连线线过程中，一一般是先连连特征线点点，后连剖剖面点。在在连线前应应有合理的的规划，根根据此车的的形状和特特征确定如如何分面，以以便确定哪哪些点应该该连接，并并对以后的的

4、构面方法法做到心中中有数，连连线的误差差一般控制制在0.44mm以下下。 22.常用到到的是直线线、圆弧和和样条线（ssplinne），其其中最常用用的是样条条线。一般般选用“throough poinnt” 方式，阶阶次最好为为3阶，因因为阶次越越高，柔软软性越差，即即变形困难难，且后续续处理速度度慢，数据据交换困难难。 33.因测量量时有误差差以及模型型外表面不不光滑等原原因，连成成的样条线线不光顺时时还需要进进行调整，否否则构造出出的曲面也也不光滑。调整时常常用的一种种方法是EEdit Spliine，一一般常用EEdit polee选项，包包括移动、添加控制制点以及控控制极点沿沿某个方

5、向向移动，方方便对样条条进行编辑辑，此外，曲曲线的断开开（divvide）、桥接（bbridgge）和光光顺曲线（SSmootth spliine）也也经常用到到。 总总之，在生生成面之前前需要做大大量的调线线工作，调调线时可以以使用曲率率梳对其进进行分析，以以保证曲线线的质量，如如图2所示示。图2 构构造的曲线线四、构造曲曲面 因因为车身要要求有流畅畅的外形、光顺的外外表面，因因此在构造造曲面的时时候，要分分成若干曲曲面进行，尤尤其要保证证面和面之之间能够相相切连续或或曲率连续续，这样才才能形成一一个没有接接痕的曲面面。另外，构构造曲面时时，还要根根据具体情情况选择合合适的构造造方法。 11

6、.构造曲曲面的方法法 (1)最常常用的构造造方法是TThouggh Cuurve Meshh，不仅可可以保证曲曲面边界曲曲率的连续续性，还可可以控制四四周边界曲曲率（相切切），而TThouggh curvves只能能保证两边边曲率。 (2)使用用较多的还还有nxnn命令，可可以动态显显示正在创创建的曲面面，还可以以随时增、减定义曲曲线串，而而曲面也将将随之改变变。同样，还还可以保持持与相邻面面的G0、G1以及及G2连续续。 (3)在构构造曲面时时，经常会会遇到三边边曲面和五五边曲面。一般做条条曲线，把把三边曲面面转化为四四边曲面，或或将边界线线延伸，把把五边曲面面转化成四四边曲面，用用以重构曲

7、曲面。其中中，在曲面面上，做样样条线（ccurvee on ssurfaace）和和修剪（ttrim）是是常用到的的两个命令令，如图33所示。图3 构建的三三角面 (4)构造造完外表面面，要进行行镜像处理理。在曲面面的中心处处常会出现现凸起，显显得曲面不不光顺，一一般都是把把曲面的中中心处剪切切掉，然后后通过桥接接使之平滑滑。 (5)构造造曲面时，两两个面之间间往往有“折痕”，曲面很很不光顺，主主要是因为为两个面相相切不连续续造成的。解决这个个问题，可可以通过TThouggh cuurve meshh 设置边边界相切连连续选项，还还可以在构构造曲面后后选择maatch edgee（NX33）选

8、项，可可以使两个个曲面的边边界相匹配配，从而使使曲率连续续。另外，即即使两个曲曲面不相接接，mattch edgee命令也可可以将一个个曲面的边边界自动延延伸并重合合至另一个个曲面的边边界。 (6)在构构造单张且且较为平坦坦的曲面时时，直接用用点云构面面（froom pooint clouud）将会会更方便、更准确。有时面之之间的空隙隙需要桥接接（Briidge），以以保证曲面面光滑过渡渡。当曲面面求交时，进进行圆角处处理也会使使两曲面圆圆滑过渡。 22.构造曲曲面应注意意的几个问问题 (1)构面面最关键的的是抓住样样件特征，还还需要简洁洁，曲面面面积尽量大大，而张数数不要太多多。另外，还还要

9、合理分分面以提高高建模效率率。 (2)在构构建曲面过过程中，有有时需要再再加连一些些线条，以以便构造曲曲面，连线线和构面需需要经常交交替进行。曲面建成成后，要检检查曲面的的误差，一一般测量点点到面的误误差，误差差不要超过过1mm。 (3)构造造曲面阶次次要尽量小小，一般推推荐为3阶阶。因为，高高阶次的片片体使其与与其他CAAD系统间间成功交换换数据的可可能性减少少，其他CCAD系统统也可能不不支持高阶阶次的曲面面。阶次高高，则片体体比较“刚硬”，曲面偏偏离极点较较远，在极极点编辑曲曲面时很不不方便。另另外，阶次次低还有利利于增加一一些圆角、斜度和增增厚等特征征，有利于于下一步编编程加工，提提高

10、后续生生成数控加加工刀轨的的速度。五、构造实实体 构建完外外表面后，需需要构建实实体数字模模型。如果果模型较简简单且曲率率变化不大大时，把它它们缝合成成一个整体体，再使用用增厚指令令就可建立立实体，但但在大多数数情况下却却不可能实实现，对本本文中的模模型更是如如此。 如如果把外表表面缝合成成一个整体体，再把车车底补面成成为一个封封闭的片体体，从而成成为一个实实体，但由由于车底部部曲面的曲曲率变化比比较大，往往往实现不不了抽壳命命令。因此此，首先需需要先偏置置外表面的的各个片体体，再构建建出内、外外表面的横横截面，最最后把做出出的横截面面和内、外外表面缝合合起来，使使之成为封封闭的片体体，从而自

11、自动转化为为实体，此此过程一般般包括以下下四个方面面。 11.曲面的的偏值 用用Offsset指令令同时选多多个面或全全选以提高高效率。小小车外表面面各个片体体偏值的情情况，如图图4所示。图4 曲曲面的偏值值 图图4中的箭箭头表示偏偏值的方向向，如果箭箭头反向，只只要输入负负值即可。 不不是任何曲曲面都能够够实现偏值值，不能实实现偏值一一般有以下下几种原因因： (1)由由于曲面本本身曲率太太大，基本本曲面有法法线突变的的情况； (2)偏值值距离太大大而造成偏偏值后自相相交，导致致偏值失败败（本文中中把小车片片体统一偏偏值2毫米米）； (3)被偏偏值曲面的的品质不好好，局部有有波纹，只只能修改好

12、好曲面后再再进行偏值值； (4)还有有一些曲面面看起来很很好，但就就是不能偏偏值，遇到到这种情况况可用Exxtracct Geeomettry转化化成B 曲曲面后再进进行偏值。 以以上四种情情况在构造造曲面时都都可能遇到到，要学会会分析其原原因。 22.曲面的的缝合 偏偏值后的曲曲面还需要要裁剪或者者补面，用用各种曲面面编辑手段段构建内表表面，然后后缝合内表表面和外表表面。缝合合时，经常常会缝合失失败，一般般有下列几几种可能。 (1)缝合合时，缝合合的偏体太太多。应该该每次只缝缝合少数几几个片体，需需要多次缝缝合。 (2)缝合合公差小于于两个被缝缝合曲面相相邻边之间间的距离。遇到此类类问题，一

13、一般是加大大缝合公差差后，再进进行缝合。 (3)两个个表面延伸伸后不能交交汇，边缘缘形状不匹匹配。如果果片体不是是B曲面，则则需要先将将片体转化化为B曲面面，使之与与对应的另另一片体的的边匹配，再再进行缝合合。 (4)边缘缘上有难以以察觉的微微小畸形或或其他几何何缺陷。可可局部放大大，进行表表面分析检检查几何缺缺陷，如果果确实存在在几何缺陷陷，则修改改或重建片片体后重新新缝合。 33.缝合的的有效性 最最后需要注注意的是，虽虽然执行了了缝合命令令，计算机机也没有给给出错误提提示，看似似缝合成功功，其实未未必。有的的片体在缝缝合完成后后，放大时时会看到有有亮显点或或亮显线，甚甚至还有空空隙。因此此，在缝合合完成后，一一定要立即即检查缝合合的有效性性。若在缝缝合线上出出现了亮显显点或亮显显线，就意意味着此部部位没有缝缝合成功，必必须取消缝缝合操作，重重新进行缝缝合，否则则将给后续续的实体建建模工作带带来困难，但但如果仅外外周边亮显显，则说明明缝合成功功，如图55所示。图5 内外外表面与横横截面的缝缝合 44.生成实实体 把把内、外表表面和横截截面缝合成成一个闭合合的片体，则则片体将自自动转化为为实