基于UG的逆向CAD的应用
基于UG的逆向CAD的应用
图 6 拟 合 的 三维 模 型 参考 文 献 : [] 余 国 鑫 .mae r 1 I gwae逆 向建 模 中 特 征 边 界 线 的 构 建 方 法 []机 床 与液 压 ,0 7 9 :42 . J. 2 0 ( )2 —7
[ ] 王 霄 . 向 工 程 技 术 及 其 应 用 [ ]北 京 : 学 工 业 出 版 2 逆 M . 化
基 于 UG 的逆 向 C AD 的应 用
申丽 萍 ,何 连 英 ,王 杰
( 疆 大 学 机 械 工 程 学 院 , 新 疆 乌 鲁 木 齐 新 800) 3 08
摘 要 : 向工 程 技 术 是 进 行 产 品设计 、 品 快速 开发 和创 新 的 先进 制造 技 术 , 逆 产 它可 以实 现 很 多传 统 设 计 不 能 完
社 ,0 4 20.
采用在 UG 中提取点云数据特征边界点的方法 ,可 以实现对一些形状 比较简单、有多个 自由曲面的点云数 据的重构 , 而且精度也能达到一定的要求 。 本文 的研究为
[] 柯映林. 3 反求 工 程 建 模 理 论 、 法 和 系统 [ . 京 : 械 方 M] 北 机 工 业 出版 社 , 0 5 2 0. [ ] 孙 大 涌 , 贤 明 , 松 滨 . 进 制 造 技 术 [ ]北 京 : 械 4 屈 张 先 M . 机 工 业 出版 社 , 0 0 2 0.
第 2期 ( 第 1 9期 ) 总 5 21 0 0年 4月
机 械 工 程 与 自 动 化
MECHAN1 AL ENGI C NEERI NG & AUT0M ATI ON
No.2 A pr .
文章 编 号 :6 26 1 (0 O O一 1 90 17 —4 3 2 1 )2O 9 ~2
CAD软件中的逆向工程技巧
CAD软件中的逆向工程技巧逆向工程是一种通过对实物进行扫描和数学建模的过程,以创建物体的CAD模型。
逆向工程在许多领域中都有广泛的应用,如产品设计、汽车工程、航空航天等。
在CAD软件中,可以使用一些技巧来进行逆向工程,下面将介绍几种常用的技巧。
1. 点云数据处理:在逆向工程中,常常会使用3D扫描仪获取物体的点云数据。
这些点云数据可以通过CAD软件进行处理和转换。
首先,将点云数据导入到CAD软件中,并进行初步的清理和预处理操作,如去除杂点、修补缺失的数据等。
2. 点云数据重构:点云数据通常是离散的点集合,无法直接进行建模操作。
为了进行逆向工程,需要将点云数据重构为连续的曲面或实体。
在CAD软件中,可以使用曲面重构工具对点云数据进行处理,以生成光滑的曲面模型。
常用的曲面重构算法有Delaunay三角剖分、最小二乘等。
3. 模型修整:重构后的模型可能会存在一些不完美的地方,如面片之间的缝隙、尖角、凹凸不平等。
在CAD软件中,可以使用模型修整工具进行调整和修复。
通过优化面片的位置和法向量,可以使模型更加平滑和连续。
4. 辅助建模:逆向工程过程中,有时需要参考已有的CAD模型进行建模。
在CAD软件中,可以将已有的模型导入到场景中,作为参考或模板。
通过对参考模型进行调整、旋转或缩放,可以快速生成合适的几何体。
5. 模型拟合:在逆向工程中,有时需要根据已有的几何数据拟合出一个曲面或实体模型。
在CAD软件中,可以使用拟合工具进行拟合操作。
通过选择拟合的几何类型(如直线、曲线、曲面等),然后选择几何数据中的点集合,软件会自动拟合出相应的几何体。
6. 参数化设计:逆向工程常常需要将物体的几何数据转化为CAD软件中的参数化模型。
通过参数化建模,可以方便地修改模型的尺寸、形状等参数,以满足设计需求。
在CAD软件中,可以使用参数化建模工具进行设置和调整,将模型转化为可编辑的参数化模型。
7. 模型修复和检查:在逆向工程过程中,可能会出现模型不完整或有错误的情况。
基于UG NX4.0的产品逆向建模技术
图 3 拍摄 的工艺7 图片 J
行数据处理 , 重构几何模型 , 并生成数控程 序 ,由数控 机床重新加工复制 出产 品的过
程。 逆 向丁 程是 相 对 传 统 的 产 品设 计 流 程 即所 谓的正向工程 ( a F O r w r d E gn r g E)而提 出的 ,正 向 工程 是 n ie i ,F n 泛指常规的从概念 ( 图) 草 设计到具体模型 设计再 到成 品的生产制造过程 。逆 向工程 常指从现有模型 ( 生产标 样件 、实物模型
有重要意义 。
2 2 2 图 片的 导 入 与处 理 .. 由于 UG NX4 只能 导 入 “ T F 格 式 .I” 图片 ,因此必须 用图像处理软件把 图像格 式进行转换和前期处理 。 开UG NX 软 打 4 件 ,新建一个空 白部件文件并进入建模模 块。 设置工作 图层为第 24 , 5 层 通过 “ 视图” “ 可视化… 光栅图像” 命令调入所拍摄的 图
Cu v M e h、 Th u h re s o g Cu v s Ru e re、 l、
—
图 5 工艺刀主体部分建模
图6 刃口部分辅助线的构建
等)经过一定的手段转化 为概念模型和工 业设计模型 ,如利用三坐标测量机的测量 数据对产品进行数学 模型重构 ,或者直接 将 这些 离散数据转化成 N C程序进行数控
图 4 绘制的工艺刀轮廓线
2基于 U X4的逆向建模 G N
2 1UG逆向建模方法 . UG Un a hc) 当今 世 界上 应 用 ( rp is是 最广泛的 C D/ A C A C M/ AE软件之一 。在 UG中主要完成产品的三维造型, 一般遵循 从点到线 , 由线构面 , 由面生成 实体的流 再 程。由点做线主要使 用UG的直线、圆弧和 样条线三个功能;由线构面常用 ̄Th u h l og
基于UG的快速逆向工程技术
景 为单 色 , 尼康 ¥00 机分 别从 x、 z三个互 相垂 直 用 60 相 Y、 方 向对样件 进行拍 照 , 三个方 向上 相机 到实 物样 件 的 要求
拍 照距离 相等 , 图 1所示 。将获 得 的相片在 P ooh p 如 h tso
罄紫 一 0 。 … ~
一
步 的设计 与制造 出该产 品。逆 向工 程 能 在 很 短 时 间 内
潦
准确地 获得 实 物 样 件 的 复 制 品 , 快 了产 品生 产 上 市 周 加
期, 增强 了 , 产品竞争力 , 这一技术因Jt 常受企业欢迎。 t ̄ h-
在工程 实践 中 , 由于 工厂 新 产 品开 发 的需 要 , 同时 为 r _ 服企业 资金 困难 , 用 U 克 利 G软件 进行 快 速实 用 逆 向工 程 , 很 好 效 果 , 用设 备 有 一 台 家 用 数 码 相 机 尼 康 取得 采 ¥00 一把 普 通 游 标 卡 尺 , G N 6 0软 件 和 Po s p 60 , U X. ht h oo C 50软件 。下 面 以遥 控 器 电 池后 盖逆 向反 求 为 例 加 以 S.
it si c,Ma e f l u e o i i l a r i p p l r d c st b an r a a l ma e s gi g r c si g s f a er lx d d a ig k u l s fd gt me a t s o u a p o u t o t i e l mpe i g ,u i ac h r o s n ma e p o e sn ot r ea e e l w n
以UG为平台的逆向工程数据处理技术
现代制造工程2010年第1期CAD/CAE/CAPP/CAM以UG为平台的逆向工程数据处理技术晁永生1,刘海江1,孙文磊2(1同济大学机械工程学院,上海201804;2新疆大学机械工程学院,乌鲁木齐830008)摘要:基于UG基础平台,应用逆向工程点云切片数据提取理论开发逆向工程模块。
通过建立多个与点云数据相交截面,提取点云数据的特征边界点,再将特征点拟合成线,线拟合成面或体。
实例显示该模块能有效地从散乱点云数据中提取特征点,实现在UG环境下逆向建模。
该方法也解决了UG从部分逆向软件导入后数据不能编辑、修改的问题。
关键词:UG软件;点云数据;二次开发;逆向工程中图分类号:TP39117 文献标识码:A 文章编号:1671—3133(2010)01—0030—04Technology on da ta processi n g i n reverse eng i n eer i n g ba sed on UGCHAO Yong2sheng1,L IU Hai2jiang1,S UN W en2lei2(1College of Mechanical Engineering,Tongji University,Shanghai201804,China;2College ofMechanical Engineering,Xinjiang University,W ulumuqi830008,China) Abstract:Based on UG p latfor m,the reverse engineering module in UG is devel oped according t o the theory of point cl oud slice extracting.Several cr ossing secti ons which cr oss the point cl oud data are created,extract the characteristic points which are l oca2 ted on the border.The points are fitted t o lines and the lines are fitted t o surface or body.An examp le of reverse modeling is p res2 ented t o illustrate the validity of the methodol ogy.The functi on overcomes the bottleneck that the data which are i m ported fr om s ome reverse engineering s oft w ares canπt be edited or be revised in UG.Key words:UG(Unigraphics);point cl oud data;secondary devel opment;reverse engineering0 引言逆向工程是从实物中提取设计信息,建立实物的三维模型,运用现代设计理论、方法和技术对模型再设计。
基于UG的逆向工程探究
社 ,2 0 0 4。
【 】 刘 美俊 ,变 频器 应 用 与维 护技术 [ ] 4 M ,北 京 ,电力 工业 出版社 ,
2 0 0 8
参 考文 献
【 】 王仁 祥,通用 变频器 选型 与维修技 术 [ I 1 M ,北京 电子工 业 出版 社 ,
44 0
中国电 子商务 . 21 . 9 一 00 0
一
般 测量 软件 可 以预 先 设 定点 的 安放 层 , 边测 点 , 一 一边 整理 。 () 连线 连 分型 线点 尽量 做到 误差 最小 并且 光顺 2点 因为 在许 多情 况 下
分 型 线是 产 品的 装配 结 合 线 。 汽车 、 托 车 中一 般 的零 件 来说 , 对 摩 连线 的误 差 一般 控 制在 0 5 以下 。 线 要做 到 有 的放 矢 , 据样 品的 形状 、 征 .mm 连 根 特 大 致确 定 构面 方 法 , 而确 定 需要 连 哪 些线 条 , 必 连哪 些 线条 。 从 不 连线 可用 直 线 、圆弧 、 条 线 。 常用 的是样 条 线 , 用 “ 过 点 ” 式 。 点 间 隔 样 最 选 通 方 选 尽量 均 匀 ,有 圆角 的地 方 先 忽略 , 成 尖 角 , 完 曲面 后再 倒 圆角 。 做 做
一
初 学逆 向 造型 的 时候 , 两个 面之 间往 往有 “ 折痕 ” 这 主要 是 由这 两 个 , 面不相 切所 致。 解决这 个 问题 可 以通过 调 整参与 构面 曲线 的端点 与另 一个 面 中的对 应 曲 线相 切 , 加上 T o h c remeh 边界 相 切选 项 即可 解决 。 再 h u u v s g
体方面,都不如专业逆向软件 ( u fcr a ifr 如S rae 、R pdo m等)方便 。 但是,
基于UG的快速逆向工程技术
基于UG的快速逆向工程技术UG是一款先进的三维制图软件,可以用于快速逆向工程。
快速逆向工程技术是一种利用软件自动分析和快速重建三维模型的方法。
在逆向工程中,常常需要从物理实物中获取形状数据,再根据这些数据来实现产品设计、仿真、分析等。
在这种情况下,快速逆向工程技术可以提高生产效率和技术水平,大大缩短产品设计周期。
在使用UG进行快速逆向工程技术时,可以使用以下方法:1. 读取点云数据UG软件可以直接读取点云数据,因此可以利用激光扫描仪或其他形态测量设备测量物体形状,生成点云数据,再将点云数据导入UG软件中进行处理。
通过点云数据,可以直观的观察物体形状和完成三维重构。
2. 快速重建模型UG软件支持对点云数据进行快速的模型重建。
首先,需要将点云数据转换为曲面数据。
然后,使用贝塞尔曲线、NURBS曲线等工具来完成曲面重构。
除此之外,UG还可以自动或手动选取特征点、边界等来根据点云数据进行快速重建模型。
3. 优化模型重建的模型需要进行优化和优化。
UG软件可以通过各种分析和仿真工具,如有限元分析,来确定模型的可靠性和设计准确度。
同时,还可以利用各种实用工具来修复重建过程中出现的几何说左,从而提高模型的质量和准确性。
4. 设计和加工通过点云数据生成的模型,可以用于产品设计和制造。
UG可以与其他CAD软件进行快速交换,将模型信息传输到其他CAD软件中进行设计和加工。
在设计和制造过程中,可以使用UG软件进行仿真和分析,以确保产品制造的质量和效率。
总之,UG是一款非常强大的三维制图软件,可以用于快速逆向工程技术。
通过使用UG,可以实现对点云数据的快速重建模型、优化模型、设计和加工等一系列操作。
对于企业和制造商而言,快速逆向工程技术可以大大提高产品设计和生产的效率,缩短生产周期和提高技术水平。
当我们进行数据分析时,首先需要确定数据来源,然后对数据进行收集、清理和分析。
以下是一些常见的数据来源和相应的分析方法。
1. 企业数据企业数据来源包括数据库、电子表格、销售记录和客户反馈等。
ug逆向工程实例
ug逆向工程实例UG逆向工程实例是指通过逆向工程技术来对UG软件进行分析、研究和修改的过程。
UG软件是一种专业的三维建模软件,广泛应用于工业设计、机械制造等领域。
逆向工程是指通过对一个对象的解剖、研究和分析,以获取其内部构造、功能和设计思路的过程。
本文将以UG逆向工程实例为主题,探讨其中的技术和应用。
UG逆向工程实例的一个典型应用是对产品的逆向设计。
逆向设计是指通过对现有产品的扫描、测量和分析,来获取产品的三维模型和相关数据。
通过对产品的逆向设计,设计师可以研究和修改产品的现有设计,改善产品的性能和功能。
UG软件在逆向设计中扮演着重要的角色。
在UG逆向工程实例中,首先需要对产品进行扫描。
扫描可以使用激光扫描仪、光学扫描仪等设备进行。
扫描仪会将产品的表面轮廓扫描成点云数据。
通过对点云数据的处理,可以获取产品的三维模型。
UG软件提供了强大的点云处理功能,可以对点云数据进行滤波、重构和修复等操作。
滤波可以去除点云数据中的噪点和无效数据,提高数据的准确性。
重构是指将点云数据转换为平滑的几何实体,如曲面、实体等。
修复是指对点云数据进行补洞和填充,保证几何形状的完整性。
在获取了产品的三维模型后,UG软件可以通过逆向工程技术进行进一步分析和修改。
UG软件具有丰富的几何建模功能,可以对产品的模型进行编辑和修整。
通过调整模型的参数和结构,可以改变产品的外观和性能。
此外,UG软件还提供了强大的装配和仿真功能,可以对产品进行装配和测试,验证设计的可行性和性能。
除了对产品的逆向设计外,UG逆向工程实例还可以应用于模具设计和制造。
模具是工业生产中不可或缺的工具,用于制造产品的成型和成型。
通过逆向工程技术,可以将产品的三维模型转化为模具的几何形状和结构。
UG软件提供了专业的模具设计和制造功能,可以帮助设计师快速进行模具设计和加工路径生成,提高模具的设计和制造效率。
最后,UG逆向工程实例还可以应用于逆向分析和仿真。
逆向分析是指对已有产品进行测试和分析,以了解产品的工作原理和性能。
基于UGNX_Imageware产品逆向工程技术及其应用研究
现代制造CAD/CAM与制造业信息化·110的应用软件,该软件可以在PC机或在连接到OMAT优控系统的PC网络上使用。
它也是一套现场管理人员的管理工具,可以有效地监测和控制机床的生产。
作为机床的车间生产管理系统,OMAT-Pro集成了事件记录、生产性能监测和数据统计报告等功能。
OMAT-Pro能够报告和显示的生产、机床和刀具统计数据有:(1)机床的停机时间;(2)机床和刀具的利用情况;(3)机床的状态(主轴的旋转状态、过载情况、是否处于切削状态等);(4)完成加工的次数;(5)加工完的工件数目;(6)刀具、机床、操作人员和换班情况。
OMAT-Pro可以实时图形化地表明OptiMill-XL、OptiTurn-XL、OptiDrill-XL、OptiGrand-XL 和OptiMonitor-XL如何控制数控机床的切削过程。
这些数据可以在PC 机的屏幕上图形化地实时显示,经过处理还可以对切削过程提出总结。
OMAT-Pro可以根据需要处理记录在PC机上与事件相关的数据,其后可以立即或过些时候以统计数据形式显示这些数据。
这些报告包括了有关生产工件、机床工作状况和刀具利用情况的综合信息。
借助OMAT-Pro,用户可以在距离机床比较远的PC机上设置其OMAT控制系统,可以在PC机上产生切削工序的数据库。
另外,OMAT-Pro可以帮助设置工序参数、建立刀具库、管理工作参数库、编辑数控程序以及通过通信连接与OMAT控制系统进随着现代企业产品开发周期的缩短,产品质量要求越来越高,尤其是产品的外观质量更是要求实用美观。
CAD/CAM/CAE的普及应用,使产品逆向工程技术在新产品的开发过程中得到了充分应用,尤其在汽车整车厂、通用机械领域、工装检具制造商、模具制造企业、航空航天企业、造船业、玩具及雕塑、艺术品及动画考古等方面产生了巨大社会经济效益。
本文就产品逆向工程开发流程与逆向工程中的关键核心技术在产品的仿制、改型、创新设计等方面的应用进行了简要介绍,并以实例进行了说明,希望对读者有所借鉴。
UG曲面设计在逆向工程中的应用
U 曲面设 计在 逆 向工程 中的应用 G
何 永 喜
( 宁 经 济 管 理 干部 学 院 工 业 设 计 实训 中心 , 宁 沈 阳 1 0 2 ) 辽 辽 1 2 1
摘 要 : 着 市 场 经 济 的 迅 速 发 展 、 品 更 新 换 代 步 伐 的加 快 , 向 工 程 技 术 的 应 用 为 新 产 品 开 发 随 产 逆
高质量 面的构造 。
逆 向工程 中 , 曲面 建模 时 , 根据产 品特征和 测量 在 要
得到 的点 云数据构 建所需 的 曲线 , 使用 U 所 提供 的功 再 G
能构建 曲面 。通常对 于简单 的曲面可 以一次直接完 成建 模 , 对于复杂 产品难 以一次完成建模 一 般来说 , G 而 U 曲
1 用测量 得 到的云 点建立 曲线 , 者从 光栅 图像 巾 . 或
勾勒 出相 关的 曲线 。 在构 造 曲线 时应 该尽可能 仔细精确 ,
文件 , 生产 出符合 市场要 求的产 品 , 为商家 抢 占先 机。 逆 向1 程技术纵 然先进 ,但其 必须依 托三维设 计软 二
件 来实 现 , G( ngahc) 当今 世界 应用 最广 泛 的计 U U irp is是 算 机辅助设 计 、分析 和制造软件 之一 .它广泛应用 于航
避免缺 陷 , 重叠 、 曲线 交叉 、 断点等 , 会造 成后续 加 _ 否则 『
的一 系列 问题 。 2 根据得 到 的曲线 . 建产 品主要 的或 者大 面 积 的 . 构 曲面 。 G U 提供 的这类功能有 直纹面 、 通过 曲线 组 、 过 网 通
空 、航天 、汽 车和家用 电器等制造 领域 ,不 但拥有 现今 C D C M软件 中功能最 强大 的P rsl 实体 建模核 心技 A /A aaoi d 术 , 提供高效 能的 曲面 建构能力 , 更 能够 完成最复 杂 的造
基于UG的产品逆向设计的方法与应用
杨家 鹏 胡华 丽 姜俊
Y ANG i- e g HU Hu . I I Ja p n 。 a ¨ JANG u J n
( 广西水利电力职 业技术学 院,南宁 5 0 2 ) 3 0 3
摘 要 :以某小家 电产品外壳为设计实例 ,介绍 了利用 U 软件对产 品进行逆向设计的方法与应用。从点 G 数据 的引入及处 理 ,曲线 、曲 面的重构 ,到 最后生成 三维实体模型 及曲面质量 评估分析的整
基 于 边 的数 据 分 块 技 术 ,把 点数 据 按 照 同方 向 的
剖 面 点 、分 型 线 点 分 别 放在 不 同 的 图层 中 ,并将
点投 影 到选 定 的平 面上 。牛 肉刀 引 入UG的 点数据
经过 投影和 处理 后如 图 1 示 。 所
型 外 形 的图 像数 据 ,将 这 些 图形 数 据 利用CA D软
收 稿 日 期 :2 1-0 -1 00 5 4 作 者 简 介 :杨 家鹏 ( 9 8一 ,女 , 副 教授 ,研 究 方 向为 C D技 术 及 应 用 。 15 ) A
基于Geomagic和UG的逆向工程造型与制造应用
基于Geo m ag i c和UG的逆向工程造型与制造应用吴迎春(无锡工艺职业技术学院机电工程系,江苏宜兴214200)摘要:介绍了逆向工程的应用及工作过程。
以卡通塑像蜡笔小新为例,利用三维激光扫描仪测出其点云数据,使用G eomag ic软件进行扫描数据处理、点云和多边形编辑,创建网格及生成NURBS曲面,然后利用UG软件的曲面功能生成实体模型,最后运用UG加工生成了模型的粗、精加工刀轨,实现了复杂人物塑像由实物到CAD模型直至数控加工的完整的逆向工程,提高了产品设计制造的品质。
关键词:逆向工程;激光扫描;G eo m ag i c;U G中图分类号:TH164文献标志码:B文章编号:1671 5276(2010)05 0120 02M odeling andM anufacture of Reverse Engineering Based on G eo magic and UGWU Y i ng chun(Depart men t o f Mechan ica l and E l e c trica l Eng i n ee ring,W ux i I nstit u t e o f A r t&Te chno logy,Y ixing214200,Ch i n a) Abstrac t:Appli c ati o n and w ork process of reverse engineering are present ed in t he paper.For exa mp l e,Point data o fC rayon Sh i n chan stat ue is measur ed by us ing t hree dm i ens ional l a ser scanner,scan dat a is processed,point c l o ud and polygon are edit ed,grid ding and NURBS surf ace are f ound by G eo m agic soft ware,and then entit y m old is c r eat ed by surf ace module i n UG,fi n ally rough and finish machini n g cutt er track ofmode l is bu iltby UG m achining module,I ntegrat ed reverse engineering is reali z ed fro m ob j e ct t o CAD model till CNC machining end o f comp l e x charac t er s t atue,product quality o f des ign and manuf ac t ure can be m i proved.K ey word s:r everse engineering;laser scan;Geo magic;UG0概述在由工业经济时代迈向知识经济时代的进程中,制造业间的竞争特征也已经从竞争自然资源向竞争∃创新%转变,产品的快速设计、创新设计、开发能力成为决定企业兴衰的重要因素。
UG逆向工程
逆向工程(Reverse Engineering,RE)是对产品设计过程的一种描述。
在工程技术人员的一般概念中,产品设计过程是一个从无到有的过程:设计人员首先构思产品的外形、性能和大致的技术参数等,然后利用CAD技术建立产品的三维数字化模型,最终将这个模型转入制造流程,完成产品的整个设计制造周期。
这样的产品设计过程我们可以称之为“正向设计”。
逆向工程则是一个“从有到无”的过程。
简单地说,逆向工程就是根据已经存在的产品模型,反向推出产品的设计数据(包括设计图纸或数字模型)的过程。
随着计算机技术在制造领域的广泛应用,特别是数字化测量技术的迅猛发展,基于测量数据的产品造型技术成为逆向工程技术关注的主要对象。
通过数字化测量设备(如坐标测量机、激光测量设备等)获取的物体表面的空间数据,需要经过逆向工程技术的处理才能获得产品的数字模型,进而输送到CAM系统完成产品的制造。
因此,逆向工程技术可以认为是“将产品样件转化为CAD模型的相关数字化技术和几何模型重建技术”的总称。
逆向工程的实施过程是多领域、多学科的协同过程。
从图1中我们可以看出,逆向工程的整个实施过程包括了测量数据的采集/处理、CAD/CAM系统处理和融入产品数据管理系统的过程。
因此,逆向工程是一个多领域、多学科的系统工程,其实施需要人员和技术的高度协同、融合。
三、逆向工程在CAD/CAM体系中的应用逆向工程技术并不是孤立的,它和测量技术、CAD/CAM技术有着千丝万缕的联系。
从理论角度分析,逆向工程技术能按照产品的测量数据建立与现有CAD/CAM系统完全兼容的数字模型,这是逆向工程技术的最终目标。
但凭借目前人们所掌握的技术,包括工程上的和理论上的(如曲面建模理论),尚无法满足这种要求。
特别是针对目前比较流行的大规模“点云”数据建模,更是远没有达到直接在CAD系统中应用的程度。
“点云”数据的采集有两种方法:一种是使用三坐标测量机对零件表面进行探测,另一种是使用激光扫描仪对零件表面进行扫描。
UG编程在CNC加工中的CAD模型修复技术
UG编程在CNC加工中的CAD模型修复技术目录一、引言二、CAD模型修复技术概述A. CAD模型修复的重要性B. UG编程在CAD模型修复中的作用三、CAD模型修复的常见问题及解决方法A. 模型缺失和缝隙问题B. 模型拓扑错误C. 模型曲面重叠和错位问题四、UG编程在CAD模型修复中的应用案例A. 修复缺失和缝隙问题的案例分析B. 解决模型拓扑错误的案例分析C. 处理曲面重叠和错位问题的案例分析五、UG编程在CAD模型修复中的优势和挑战A. 优势B. 挑战六、未来发展趋势七、结论参考文献一、引言随着计算机数控(Computer Numerical Control,CNC)技术的不断发展,CAD(Computer-Aided Design,计算机辅助设计)在CNC加工中扮演着核心角色。
然而,由于CAD模型存在各种各样的问题,如模型缺失、缝隙问题、拓扑错误以及曲面重叠和错位问题等,这些问题可能会导致CNC加工过程中出现误差或失败。
为了解决这些问题,UG编程在CAD模型修复中起到了关键的作用。
二、CAD模型修复技术概述A. CAD模型修复的重要性CAD模型作为CNC加工的输入文件,直接影响着加工结果的准确性和效率。
修复CAD模型中的问题是确保CNC加工过程可靠进行的关键步骤。
修复过程可以消除模型中的缺陷,确保模型精确匹配实际需求,并提高CNC加工的效率和质量。
B. UG编程在CAD模型修复中的作用UG编程是一种广泛使用的CAD软件,其强大的建模和分析功能使得它成为CAD模型修复的理想选择。
UG编程具有复杂模型修复的能力,可以通过几何推理和自动化算法来修复CAD模型中的各种问题。
同时,UG编程还提供了直观的用户界面和交互式工具,使得CAD模型修复变得更加高效和灵活。
三、CAD模型修复的常见问题及解决方法A. 模型缺失和缝隙问题在CAD模型中,由于建模过程中的误差或不完善的设计,缺失和缝隙问题经常出现。
这些问题可能导致CNC加工时零件之间的不匹配,从而影响加工质量。
基于UG的逆向工程研究与展望
基于UG的逆向工程研究与展望.txt丶︶ ̄喜欢的歌,静静的听,喜欢的人,远远的看我笑了当初你不挺傲的吗现在您这是又玩哪出呢?基于UG的逆向工程研究与展望发布:2009-7-7 8:04:47 来源:模具网编辑:佚名在产品的开发及制造过程中,几何造型技术已使用得相当广泛。
但是,由于种种原因,仍有许多产品并非由CAD模型描述,设计和制造者面对的是实物样件。
为了适应先进制造技术的发展,需要通过一定途径,将这些实物转化为CAD模型,使之能利用CAD、CAM等先进技术进行处理。
目前,将实物转变为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称,称为“逆向工程”。
由于逆向工程的实施能在很短的时间内准确、可靠地复制实物样件,因此逆向工程成为当前制造技术的热点之一。
利用一些非专用逆向设计软件(如:UG、Pro/ENGlNEER等)结合摆应的测绘手段进行逆向造型是现阶段逆向工程的实现方法。
1 逆向造型的过程逆向工程的设计流程如图1所示。
图1 逆向工程的流程我们在设计、生产过程中,出于产品开发需要,利用UG软件进行零件的反求,在较为复杂的零件的逆向造型设计中取得了较好的应用效果。
测量设备是意大利C00RD3公司的三坐标测量机,可以用来测量特征的空间坐标,扫描投影面、空间曲面以及轮廓线。
此设备获得的点数据可通过UG软件进行处理,而且比较方便。
UG的逆向造型遵循点-线-面-体的一般原则。
1.1 实物的全面分析实物的种类有很多,形状姿态各异,必须先将实物样件进行仔细的分析研究,制定几种测量方案。
实物一般有旋转面、空间任意曲面、阶梯面等,在复制过程中,空间任意曲面一般比较常见,也是比较有代表性的一种曲面,但取点较为困难,曲率变化很难掌握,这就要求测量人员必须根据实际情况分析制定一种比较合理又利于后续拟合工作的方案。
1.2 数据采集数据采集所用到的测量设备和方法多种多样,其原理也各不裰同。
各穗测量方法的具体分类如图2所示。
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第2期(总第159期)
2010年4月机械工程与自动化
M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G & AU TOM A T I ON N o 12
A p r 1
文章编号:167226413(2010)022*******
基于U G 的逆向CAD 的应用
申丽萍,何连英,王 杰
(新疆大学机械工程学院,新疆 乌鲁木齐 830008)
摘要:逆向工程技术是进行产品设计、产品快速开发和创新的先进制造技术,它可以实现很多传统设计不能完成的复杂曲面CAD 三维建模任务。
在研究点云数据处理、特征分类和识别、曲线和曲面重构等逆向工程的关键技术的基础上,基于U G 二次开发实现对点云数据特征的提取功能。
关键词:逆向工程;特征提取;点云数据;U G 中图分类号:T P 391172 文献标识码:B
收稿日期:2009212220
作者简介:申丽萍(19832),女,河南南阳人,在读硕士研究生。
0 引言
进入20世纪90年代以来,产品更新换代周期迅速缩短,逆向工程技术在新产品快速开发中的重要作用使其在理论上得到了学术界的广泛关注,国内的大学也做了不少相关的研究工作。
西安交通大学完成了激光扫描法、层除法实验室系统的研制,并开发了逆向工程的核心软件——CAD 重构软件;浙江大学CAD 实验室在CT 复原三维模型方面开展了大量的研究并取得了较好的成绩,推出了R e -Soft 软件系统。
但总体来说,国内的研究重点都是逆向工程CAD 中的数据处理算法和造型方法,在走向商业化的软件方面,除了浙江大学推出的R e -Soft 软件系统之外几乎是空白[1]。
1 逆向工程关键技术111 数据采集与预处理
数据采集是利用数字化设备测量原型表面点的三维坐标值,这样才能实现复杂曲面的建模、评价、改进、制造。
其零件数字化方法见图1。
由于三坐标测量机或激光扫描仪所测得的数据点之间通常没有显示拓扑关系,只是一大群空间散乱点,所以进行CAD 模型重建之前需要对其进行预处理,使之能够利用CAD 软件进行精确、快速逆向。
数据的逆向工程预处理包括对数据点的排序、数据异常的排除、数据点的简化等。
112 曲面拟合的算法
在曲面建构的过程中,遇到的问题是:应该采用什么样的曲面类型;阶数、控制点数、权因子、节点矢量这些参数应该如何选取;曲面的精度和光顺怎样。
在曲面重建的过程中了解其曲面的特性及其曲面的数学模式,可以帮助我们节省很多的时间以及提高建模效率。
曲面拟合的算法分为:B ezier (贝塞尔)曲线 曲面;B -Sp line 曲线 曲面;NU RB S 曲线 曲面。
本文
主要采用兼容了B ezier 曲面和均匀B 样条的NU RB S
作为自由曲线曲面的通用表达形式。
图1 零件数字化方法
2 特征提取技术
在三维模型重建中,实物的几何形状特征识别是建模的关键,它能为设计者提供准确的几何信息,可以对测量数据直接进行修正,消除误差。
单纯依据测量数据,有时会得到错误的模型,如直线的拟合和圆孔直径的确定。
对于由直线、圆弧等构成的实物棱线及轮廓特征、等半径的倒圆特征、对称特征、圆孔特征以及由平面、柱、锥、球、环等基本体素拼合而成的零件,特征提取较简单;但对于二次曲线(抛物线)特征、变半径倒圆特征、椭圆孔特征等,特别是具有复杂曲面外形的零件,提取这类特征是特征建模的难点[2]。
在提取边界之前,首先划分特征边界的种类,然后按照不同的分类用不同的方法提取特征边界。
本文介绍两种方法:①基于点云曲率和法矢的特征曲面提取:它是一种基于边的方法,它根据测量点的法矢或曲率的突变,以一封闭边界对点云数据的不同区域进行分割,并将边界以线状点云的形式提取出来;②基于点云截面特征提取:它是一种基于面的方法,通过选取的种子点,进行“区域生长”,找出具有相似几何
特征的空间点以同一区域的形式提取出来。
基于截面特征的平面曲线特征点提取原理如图2所示。
图2 平面曲线特征点提取原理
3 人脸的建模实例311 点云数据的读入
将扫描的人脸点云数据保存为igs 格式,导入到U G N X 中,保存为p rt 文件。
在导入数据时可能找不到点云,也可能与导入坐标的原点不一致,用工具栏中的“适合窗口”命令显示,精简点云数据,将一些不相关的噪声点删除,处理后的人脸点云如图3所示。
图3 人脸的点云
312 创建截面提取边界点
人脸在眼睛、鼻子、嘴巴处的曲率比较大,为保证这3部分的拟合精度,截面的距离必须很小才行。
将截面的距离设定为4mm ,提取的特征边界点如图4所示。
313 拟合曲线、曲面
选择“插入 曲线 拟合样条”命令,接着选择通过点选项,框选出每一个截面截出的点云,指定点云的起点和终点,其余的选择默认选项,确认后即重构出了曲线。
拟合出的样条一般都不光顺,选择“编辑 曲线 光顺样条”命令光顺每一个样条曲线。
拟合后的特征曲线如图5所示。
最后选择“插入 曲面 网格曲面 通过曲线组”命令,一次性将所有重构的曲线都选择,拟合的三维模型如图6所示。
4 结束语
采用在U G 中提取点云数据特征边界点的方法,可以实现对一些形状比较简单、有多个自由曲面的点云数据的重构,而且精度也能达到一定的要求。
本文的研究为
在U G 中直接处理点云数据提供了一种有效的方法。
图4
提取的特征点
图5
拟合的特征曲线
图6 拟合的三维模型
参考文献:
[1] 余国鑫.I m agew are 逆向建模中特征边界线的构建方法
[J ].机床与液压,2007(9):24227.
[2] 王霄.逆向工程技术及其应用[M ].北京:化学工业出版
社,2004.
[3] 柯映林.反求工程建模理论、方法和系统[M ].北京:机械
工业出版社,2005.
[4] 孙大涌,屈贤明,张松滨.先进制造技术[M ].北京:机械
工业出版社,2000.
Application of Reverse Eng i neer i ng CAD Sof tware Based on UG
SHEN L i -p i ng ,HE L i an -y i ng ,W ANG J ie
(Schoo l of M echanical Engineering ,X injiang U niversity ,U rum qi 830008,Ch ina )
Abstract :R everse Engineering (R E )is an i m po rtant techno logy in p roduct innovati on and fast m anufacturing .It can realize CAD th ree 2di m ensi onal modeling of comp lex surface that m any traditi onal design m ethods can’t finish .T he paper studies the key techniques of the reverse engineering including po int cloud data p rep rocessing ,feature classifying and recogniti on ,curve and surface reconstructi on ,further mo re ,realizes the feature po int data extracti on w ith U G Open developm ent too ls .Key words :reverse engineering ;feature extracti on ;po int cloud data ;U G
・002・ 机械工程与自动化 2010年第2期 。