逆向造型相关知识
浅谈模具造型的先进技术——逆向造型
文章编号 ： ２ ５ ５ （ ０ ８）２ ０ ９ － ２ １７ － ４ Ｘ ２０ ０ — ０ ５０ ６
在产品 的开发及制造过程 中 ，几何 造型技术 已使 用得 相
１２ 连 线 ． １２１ 点 整 理 ．．
当广泛。但是 ， 由于种种 原因 ， 仍有许 多产 品并非 由 Ｃ ＡＤ模 型
择要 根据样件 的具体 特征情况而定 。笔 者最 常用的是 Ｔ ｏｇ ｈ ｕｈ
Ｃ ｒｅ ｓ ，将调 整好 的 曲线用此命 令 编织成 曲面 。Ｔ ｏｇ ｕｖ ｈ Ｍｅ ｈ ｕｈ
矢 。值得 注意的是 除了扫描剖面 、 分型线外 ， 测 测轮廓线等特 征线也是必要的 ， 它会在构面的时候带来方便 。
维普资讯
《 装备制造技术）０ ８ ２ ０ 年第 ２ 期
浅谈 模 具造 型 的先 进 技 术
武 玉 和
逆 向 造 型
（ 广东省 国防科技技 工学校 ， 广东 广州 ５ ０ １ ） １５ ５
摘要 ： 绍了用 ＵＧ 逆 向造型的一般 方法和 在使 用 ＵＧ进 行逆向造型 时需注意的一些 问题和技 巧 ， 介 同时也介 绍了当前企业先进制 造 技术的热 门话题 即反求工程 。 关键词 ： 逆向造型； ＵＧ； 具 模
的空 问坐标 、 扫描剖面 、 测量分型线 以及轮 廓线 。此设备获得
点 的数 据 量 不 像 激 光 扫 描 仪 扫 描 的那 么 大 ，所 以 用 一 些 非 专
业 的逆 向设计 软件是很合适 的。 Ｕ Ｇ的逆 向造型遵循 ：点一
线一面—体的一般原则 。 １１测点 ．
曲线都会产生偏差 ， 调整次数越多 ， 累积误差越 大。 误差允许值 视样件 的具体要求决定 。
imageware逆向造型技术
3、曲线、曲面模块 提供完整的曲线曲面建立和修改的工具，包括扫掠、放
样及局部操作用到的圆角、翻边及偏置等曲面建立命令。 4、多边形造型模块
提供完美的三角形数据处理，提供处理任何大小的多边 形模型的能力，能够处理以下的数据源和数据类型：STL 数据、有限元数据和VRML数据。
2-1-3 Imageware 基本操作
三、功能设置
命令：【Edit】→【Preferences】——曲面的设置
2-1-3 Imageware 基本操作
四、View的操作
2-1- 4 Imageware 实体管理
1、实体类型
点云、 曲线、 曲面、 群组、 矢量图。
所有实体的共有特征：
名称：系统提供唯一的名称。 可见性：可见性可以决定实体的可选性。 颜色：每个实体被分配有默认的颜色，可被改变。 当前激活的：使实体成为所有操作默认的实体。 层：每个实体都必须位于一个层中。
创建工具条
曲线特征
简单曲面
坐标
直线
圆/ 圆弧
平面
2-1-1 Imageware 用户界面
构造工具条
构造扫描曲面
构造截面
构造相交
构造投影
构造曲面
构造混合曲面 构造偏距 从曲面构造曲线 构造多边形网格
2-1-1 Imageware 用户界面
修改工具条
修改曲面
方向
高级显示
对齐
修改曲线
操作
裁剪
Orient（方向确定）
2-1-2 Imageware 功能模块
5、检验模块 可检测复杂数字形状与物理以及物理样机的三维模型。提
供大量工具以输入CAD数据及点云数据并将这些数据进行对 其用于比较零件与扫描数据之间定性及数量上的差别。 6、评估模块
逆向工程造型关键技术解析
逆向工程造型关键技术解析杨明霞（运城职业技术学院，山西 运城 044000）摘 要：逆向工程为我国制造业的发展提供了较大的帮助，是推动制造业发展的关键。
随着知识经济时代的到来，逆向工程获得了汽车制造、机械制造等越来越多行业的认可和关注。
为对目前我国逆向工程技术做出一个相对全面的了解，文章以逆向工程造型技术为研究对象，以汽车行业中的应用为例，通过对逆向工程概念、特点的解析，对逆向工程造型中的产品数字化技术、逆向工程造型中的数据预处理技术、逆向工程中的曲面重建技术分别进行了详细的介绍，希望为相关人员对逆向工程的研究提供更多参考。
关键词：逆向工程；关键技术；逆向工程应用中图分类号：TG659 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2019）16-0242-02——————————————作者简介： 杨明霞（1982—），女，山西运城人，工程师，研究方向：机械设计，逆向工程。
1 逆向工程的概念及特点逆向工程可以将实际存在的汽车物体转换为CAD 模型中的相关数据，然后对产品进行更加深入彻底地分析，不断创新和优化汽车零件产品。
目前逆向工程技术在汽车覆盖件、汽车模型、三维建模、焊接改造等模具产品开发和设计中都有着很好的应用。
逆向工程一般包括以下步骤：数据获取，通过一些测量工具，对产品的形状或者其他数据进行收集；数据处理，将收集到的数据进行处理，例如：数据的清洗、过滤及特征提取等；通过数据处理，能获取更加可靠的数据，对后续的产品分析和优化提供更多的帮助；模型的重建，将模型的数据进行处理后输入到CAD 系统中；模型的校验和修正，对CAD 模型进行重新计算，不断对产品进行优化，包括精确度方面等等，直到模型符合产品的新需求。
逆向工程造型关键技术主要包括：产品数字化技术，主要是在产品的数据获取步骤中进行应用；数据预处理技术，主要是在数据处理阶段使用；曲面重建技术，主要是应用在模型的校验和修正阶段。
下面就对逆向工程造型的关键技术及应用进行深入分析。
甲壳虫汽车外壳的逆向造型设计技术资料
甲壳虫汽车外壳的逆向造型设计技术资料引言甲壳虫汽车是一款标志性的经典车型，其独特的外观设计成为了其热门的原因之一。
在汽车外壳的设计过程中，逆向造型技术被广泛应用。
本文将介绍甲壳虫汽车外壳的逆向造型设计技术资料，包括逆向造型的定义和原理、逆向工程的步骤和工具以及在甲壳虫汽车外壳设计中的应用。
逆向造型的定义与原理逆向造型（Reverse Engineering）是指通过测量和分析现有的产品来创建其精确的数学模型的过程。
在汽车设计中，逆向造型技术可以帮助设计师快速准确地获取现有汽车外壳的几何数据，并进行后续设计工作。
逆向造型的原理主要包括以下几个步骤： 1. 测量：使用测量工具，如三坐标测量仪、激光扫描仪等对现有产品进行测量，获取其几何数据。
2. 数据处理：通过对测量数据的处理和分析，将其转化为可用于后续设计的数学模型。
3. 验证：通过与原有产品进行比对和验证，确保逆向造型的准确性。
4. 设计：基于逆向造型的数学模型，进行后续设计工作。
逆向工程的步骤和工具逆向工程的步骤主要包括以下几个阶段：测量、数据处理、验证和设计。
1. 测量：在逆向工程的第一阶段，需要使用各种测量工具对现有产品进行测量。
常用的测量工具包括三坐标测量仪、激光扫描仪、光学投影仪等。
2. 数据处理：在测量完成后，需要将测量数据进行处理和分析。
常用的数据处理软件包括SolidWorks、AutoCAD、Geomagic等，这些软件可以将测量数据转化为可用于后续设计的数学模型。
3. 验证：在逆向工程的验证阶段，需要将逆向造型的数学模型与现有产品进行比对和验证。
这可以通过将逆向造型的模型与原有产品进行对比分析，检查其准确性和一致性。
4. 设计：逆向工程的最后阶段是设计阶段，设计师可以基于逆向造型的数学模型进行后续的设计工作。
设计工具可以包括CAD软件、3D建模软件等。
甲壳虫汽车外壳设计中的逆向造型应用逆向造型技术在甲壳虫汽车外壳设计中发挥了重要的作用。
ug逆向设计之stl文件建模造型技巧及思路
ug逆向设计之stl文件建模造型技巧及思路全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：UG逆向设计是一种利用UG软件将实物模型转化为数字模型的过程。
在这个过程中，STL文件建模是一种常用的技术手段。
STL文件是指“Stereolithography”（立体光刻）的缩写，它是一种用于制造3D 打印零件的标准文件格式。
在逆向设计中，通过将实物模型进行扫描、建模、分析等步骤，最终可以得到一个符合设计要求的数字模型。
接下来，我们将介绍一些关于UG逆向设计中STL文件建模的技巧和思路。
一、扫描实物模型在进行UG逆向设计之前，首先需要将实物模型进行扫描。
扫描可以利用3D扫描仪进行，也可以通过拍摄照片后进行后期处理。
扫描后得到的文件通常是点云数据或三维网格数据。
在使用UG软件进行建模之前，需要对扫描到的点云数据进行处理，将其转换为STL文件格式，这样才能进行后续的建模工作。
二、建立STL模型在UG软件中，建立STL模型通常需要进行以下几个步骤：1.导入STL文件：在UG软件中打开“文件”菜单，选择“导入”，然后选择扫描到的STL文件进行导入。
导入后软件会自动将STL文件转换为三维模型显示在界面上。
2.修复模型：在导入STL文件后，通常会出现一些模型不完整、缺失、过于复杂等问题。
这时需要对模型进行修复。
可以使用UG软件提供的修复工具，也可以手动修复模型。
3.模型切割：有些模型可能太大或者太复杂，需要进行切割。
UG软件提供了切割工具，可以根据需要将模型切割成较小的部分进行处理。
4.模型优化：建立STL模型之后，可能需要对模型进行优化。
例如去除多余的细节、调整模型形状等。
通过以上步骤，就可以建立一个满足设计要求的STL模型。
在建模过程中，需要不断调整和优化，直到达到最佳效果。
三、思路和技巧进行UG逆向设计时，需要注意以下几点：1.选择合适的扫描工具和软件：在进行实物模型扫描时，选择合适的扫描工具和软件非常重要。
不同的扫描工具和软件有不同的精度和适用范围，需要根据具体情况选择。
曲率变化率的变化率连续逆向造型的A级曲面详解
在整个汽车开发的流程中，有一工程段称为Class A Engineering，重点是在确定曲面的质量可以符合A级曲面的要求。
所谓A级曲面的定义，是必须满足相邻曲面间之间隙在0.005mm以下（有些汽车厂甚至要求到0.001mm），切率改变( tangency Change )在0.16度以下，曲率改变(curvaturechange)在0.005度以下，符合这样的标准才能确保钣件的环境反射不会有问题。
a-class包括多方面评测标准,比如说反射是不是好看、顺眼等等。
当然，G2可以说是一个基本要求,因为g2以上才有光顺的反射效果。
但是,即使G3了，也未必是a-class,也就是说有时虽然连续，但是面之间出现褶皱，此时就不是a-class通俗一点说，class-A就必须是G2以上连接。
G3连续的面不一定是CLASS-A 曲面。
汽车业界对于a class要求也有不同的标准，GM要求比TOYOTA ，BMW等等要低一些，也就是说gap和angle要求要松一些。
关于A-class surfaces，涉及曲面的类型的二个基本观点是位置和质量。
位置——所有消费者可见的表面按A-Surface考虑。
汽车的console（副仪表台）属于A-surf，内部结构件则是B-surf。
质量——涉及曲面拓扑关系、位置、切线、曲面边界处的曲率和曲面内部的patch结构。
有一些意见认为“点连续”是C类，切线连续是B类，曲率连续是A类。
而我想更加适当地定义为C0、C1和C2，对应于B样条曲线方程和它的1阶导数（相切=C1）和它2阶导数（曲率=C2）。
因此一个A-surf有可能是曲率不连续的，如果那是设计的意图，甚至有可能切线不连续,如果设计意图是一处折痕或锐边,（而通常注塑或冲压不能有锐边，因此A-suuf一定是切线连续(C1)的）。
第二种思想以汽车公司和白车身制造方面的经验为基础，做出对A-surf更深刻的理解。
他们按独立分类做出了同样的定义。
逆向设计
汽车逆向设计众所周知，汽车的研发需要大量资金的积累、技术的积累、人才的积累。
我国汽车业尚没有形成很强的研发能力，很多专家认为：过去多年我们走的开发思路，一是完全自主开发，一切从零开始，这种开发思路实践证明不成功，因为我们没有那么大规模支持，更没有那么多的技术、管理积累；二是图省事，简单“拿来主义”，购买技术，这样技术永远掌在别人的手里，不可能形成自主开发能力。
逆向工程技术就是迅速解决提升我们汽车车身研发水平重要手段之一。
我们提升汽车自主开发能力，赶上世界水平唯一的办法，必须采取站在巨人的肩膀上，要消化、吸收、改进、创新。
韩国、曰本都曾经走这条路，他们不是简单的把别人的车拿来装配，而是真正地消化、吸收，通过消化、吸收学习，缩短与世界水平的差距，逐步培养起自己的自主开发能力，因此成为今天的汽车开发世界强国。
逆向工程技术正是消化、吸收先进技术重要方法之一，尤其在车身开发方面，逆向工程技术是送我们走上巨人肩膀的强大武器。
我们福田公司车身开发人员正是利用这先进技术开展了欧曼重卡车身的研发，并取得了成功一.逆向设计的概念1.逆向工程（ReverseEngineering-RE）是对产品设计过程的一种描述2.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，即设计人员首先在大脑中构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后通过绘制图纸建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转入到制造流程中，完成产品的整个设计制造周期。
这样的产品设计过程我们称为“正向设计”过程。
逆向工程产品设计可以认为是一个“从有到无”的过程。
简单地说，逆向工程产品设计就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品设计数据（包括设计图纸或数字模型）的过程。
从这个意义上说，逆向工程在工业设计中的应用已经很久了。
因此，逆向工程技术可以认为是将产品样件转化为三维模型的相关数字化技术和几何建模技术的总称。
逆向工程的实施过程是多领域、多学科的协同过程。
安全帽逆向造型
（一）、光顺度和曲率连续性检查1、新建图层L1、L2，将toukui移到L3中，Loft、FitSrf和FitSrf2移到L22、将L2设为当前层，其他图层为不可见。3、显示所以曲面，隐藏所有曲线。4、显示控制点，检查光顺性。5、显示曲率疏，检查曲率连续性。6、显示曲面的剖断面。7、检查曲面间的光顺性：Evaluate/Surface Flow/Reflection Lines8、检查曲面间连续性误差Evatuate/Continuity/Multi-Surface9、重新匹配曲面:Modofy/Continuity/Match Surface
三、制作帽檐
（一）、提取点云 1、只显示toukui2、用颜色显示点云曲率 Evaluate/Curvature/Cloud Curvature3、根据颜色提取点云Contruct / Feature Line / Color Based4、只显示ColorCld点云5、提取帽檐点云Modify / Extract / Circle-select Points
四、后期处理
（二）、倒圆面Construct / Fillet / Surface
四、后期处理
（三）、误差分析和微调1、将图层L3设为可见2、测量曲面与点云的误差Measure/Surface to/Cloud Difference3、微调曲面Edit / Surface4、再测量误差是否符合要求
二、制作帽体圆形曲面
（一）、制作中部曲面 13、调整参数曲线Modify/Parameterization/reparameterize14、构造曲面 Construct/Surface/Loft15、只显示toukui和曲面16、延伸曲面 Modify/Extend
ProE逆向造型实例教程.
ProE逆向造型实例教程by 无维网IceFai（黄光辉）本例仍沿用前面处理好的模型来接着做外形，处理好的模型如图15-102所示。
图这个模型的建模方法有很多，这里使用纯逆向的方法。
首先根据形状添加适当的复制基准面，然后进入重新造型模式创建架构线：基准平面的截面线、边界线和在模型上的线，最后创建的结果如图15-103所示，基本把主要的外形划分成了四边面网格。
图然后用“自动曲面”工具来创建红框部分曲面，注意只使用特征线而不生成曲面布局，如图15-104所示。
图接着同样用“自动曲面”功能来创建两个耳朵部分，注意特征线的划分，每个耳朵正好划分成三个四边面，如图15-105所示。
图现在就创建了大部分的面，但是留下了两个耳朵中间的过渡部分，如图15-106所示。
这是因为这部分的点质量不好，不利于重新造型模式做面，所以最好是先处理好耳朵面之后再来做这部分的过渡面，免得增加编辑的负担。
图现在的面粗看是没什么问题的，如图15-107所示。
图但实际上这些面都有点小问题，主要是局部的凹陷，皱褶。
这时就要借助分析工具来发现问题，如图15-108所示，然后用编辑功能来处理掉这些问题。
图对于单个面的处理流程如下。
释放→添加分析(曲率、网格)→曲面方向编辑(完善网格)→垂直曲面方向编辑(完善曲率)当单个面处理完毕后，就要先为两个曲面设置对齐和约束条件。
最后就是模型在边界部分适当延长一段距离，如图15-109所示，这样后续就可以用平面来剪切来得到真正的平面。
限于篇幅，本章就不做完整的模型了，读者可以自行尝试。
图对大多CAD软件来说，逆向造型和正向造型并没有本质的区别，唯一不同的是数据来源不同。
所以对于一些特定类型的造型，可以考虑用正向造型的方法来实现。
如图15-110所示的点云(已转成stl)，是一款手机的上壳，相对来说形状是比较规则的，并且主要的几个面构成也是比较直观的，所以适合用正向造型的方法来进行。
图在开始造型之前，应该进行仔细的分析，想象出各个面的主要构成方法以及过渡的可能方式，这样我们才能做到有的放矢。
吸尘器逆向造型.
吸尘器逆向造型
一、调整数据点
（一）、将对称面调整为水平面
1、只显示蓝色轮廓数据点 2、过数据点绘制两条直线 3、用两直线“扫掠”出平面 4、“整体突变”命令创建一平面 5、创建两平面的交线 6、将坐标原点移到交线的中点 7、将坐标的xc方向改为与交线重合 8、创建截面截切两平面 9、测量两交线的夹角 10、显示所有数据点 11、将数据点绕xc旋转。
11、曲面的阶次最后不用大于3次。尽量避免3次以上的高阶次曲面，因 为高阶次曲面不仅光顺性差，还可能引起不可见的曲率波动，而且会造 成数据转换的问题。
12、对于三边形和五边形的曲面要想办法转换为四边形的曲面来创建。
逆向造型的基本要点
13、对称产品在造型时，要“做过头，往回砍、中间做桥接”。也就是 说，逆向造型时要做过对称平面，往回裁剪时要裁剪过对称平面，然后 把设计好的部分以对称平面镜像、中间再以桥接曲面连接两边的曲面。
六、创建把手曲面
（二）构建把手曲面 28、创建一个平面 29、用平面截切曲面 30、打开4层 31、创建2个平面 32、用平面截切把手曲面和曲线 33、绘制两条样条曲线 34、创建网格曲面 35、丢掉辅助面、线
六、创建把手曲面
（二）构建把手曲面 36、打开2、3、4、5、6层 37、绘制样条曲线 38、将样条曲线投影到面上 39、桥接曲线 40、修剪曲面 41、创建横竖两个平面 42、用平面截切上下左右曲面 43、绘制横向样条曲线并用平面 截切得到线上的交点
逆向造型的基本要点
9、曲面与曲面之间的交线一定要光顺流畅，如果交线不光顺，则倒角 面就不会光顺，因为曲面与曲面之间交线的趋势决定了曲面与曲面之间 倒角的趋势。
10、如果产品表面中有两条棱线看起来距离差不多，在线构造好一条棱 线的情况下，零一条棱线要以第一太棱线偏置来得到，从而保证两条棱 线距离的均匀和产品的美观性。
基于逆向工程的机械产品造型设计方法探析
基于逆向工程的机械产品造型设计方法探析随着人类社会的不断发展和进步，机械产品的种类也越来越多，人们对于机械产品的外观、功能和质量要求也愈加严格。
而机械产品的造型设计是其关键之一，好的造型设计不仅能够提高产品的使用体验，还能够增强品牌形象，打造市场竞争力。
因此，在机械产品设计中，造型设计的重要性不言而喻。
传统的机械产品造型设计方法主要依赖于设计师的丰富经验和创造力，以及手绘、模型制作等方式进行设计。
这种方法虽然具有一定的可行性，但是其效率极低、成本较高，并且由于设计师个人经验的不同，很难保证设计效果的一致性和稳定性。
因此，逆向工程成为了机械产品造型设计领域的主流方法之一。
逆向工程是利用现有的产品或物体的信息，通过科学、系统的手段，对这些信息进行分析和处理，以实现其重建、仿制或复制的过程。
在机械产品造型设计中，逆向工程顾名思义就是“反向设计”，即通过对已有产品的分析，提取出其形态、尺寸、结构和材料等基本信息，然后利用计算机辅助设计软件进行建模、优化、导出，最终得到一份全新的产品设计方案。
这种方法相比传统手工造型设计方法，具有效率高、成本低、准确度高等优势，且能够满足快速设计、规模化生产等需求。
具体而言，机械产品造型设计的逆向工程流程包括以下几个步骤：1.采集原型产品信息：对于已有的机械产品，需先采集其外观、结构、比例、尺寸等基本信息。
采用的方式包括3D扫描、黄光扫描、描绘测量、摄影拍照等。
2.构建产品模型：将采集到的数据，经过后处理、点云拼合和精度校准等步骤，得到三维点云或多边形网格模型。
3.修正与改进：对于建立的三维模型进行纠错处理，消除因扫描、拍摄等环节产生的误差、缺陷和噪点等。
同时，对于原型产品的内部构造不确定的部分可以进行添加约束，使得新的设计方案可以向用户提供更为精确的参数效果。
4.优化与设计：对于经过修正与改进的三维模型，可以用专业的设计软件进行参数优化和设计，以得到更为合理、美观、实用的新型机械产品。
UG逆向造型的原理、一般方法和技巧
逆向工程一、什么是逆向工程1.什么是逆向工程？不借助于绘图、文档资料或者已有的计算机模型，将一个现有的工件、分总成、或者产品进行复制的过程，被称之为“逆向工程”。
该过程通常需要有相应的硬件设备和软件来完成。
2.什么场合需要逆向工程？·某一产品的原始制造商不再生产该产品；·原始产品设计时没有保留合适的文档资料；·原始制造商已经没有了，但是客户还需要它的产品；·原始设计的文档资料丢失或者根本就没有；·某个产品中不好的特征需要重新设计，比如,过度磨损的地方表示该处必须加以改进；·在长时间的使用之后，加强某个产品好的特征；·分析竞争对手产品好坏特点；·为改善产品的性能和特点而探索新的方法；·获得竞争对手的基准测试方法，理解竞争对手的产品来开发更好的产品；·原有的CAD模型不够支持现有的修改和加工方式；·原有的供应商不能或者不愿意提供额外的工件；·原有设备的制造商不愿意或者不能提供替换工件、或者因为唯一的工件来源而漫天要价；·用更现代的、廉价的技术来更新废弃的材料或者过时的加工工艺。
3.逆向工程的过程：·明确系统的各个组件以及它们之间的内在联系；·以另外一种形式或者更高抽象的技术水平，来创建和表示系统；·建立该系统的物理表达形式。
4.开始进行逆向工程之前，需要注意的几个重点逆向工程通过获取它的物理尺寸、特征和材料特性，可以复制某个现有的工件。
在打算进行逆向工程之前，需要进行很好的费用/效益分析以评估逆向工程项目的合理性。
典型地讲，如果被复制的东西有高价值，或者可以进行大规模的生产，逆向工程是比较节省费用的，具有较高的性价比。
有时候，即使逆向工程不节省费用，但是某一个产品对于整个系统来说有至关重要，对它进行逆向工程操作也是必须的。
5.使用CAD集成逆向工程概念的产品开发机械零件的逆向工程包括使用使用激光扫描头（仪）或者计算机层析（CT）获取三维点云。
CATIA逆向造型优化的研究与应用
CATIA逆向造型优化的研究与应用摘要:简要介绍逆向工程技术的基本特点和工作步骤,以及CATIA 曲面造型技术的主要功能,结合实例探讨了CATIA不规则曲面造型的方法在逆向工程中的应用优化方法。
研究表明,CATIA应用于产品设计中能显著提高产品的研发效率。
关键词:CATIA 曲面优化逆向工程(Reverse Engineering,RE)也称反求工程,它是相对传统的设计而言。
传统的产品实现通常是从概念设计到图样,再制造出产品,称之为正向工程,而产品的逆向工程是从一个存在的零件或原型入手,首先对其进行数字化处理,然后构造CAD模型,经检查满意后,最后制造产品。
目前大多数有关逆向工程技术的研究和应用都集中在几何形状即重建产品实物的CAD模型和最终产品的制造,称为实物逆向工程。
逆向工程技术能快速建立新产品的数据化模型,大大缩短新产品研发周期,提高企业生产效率。
CATIA(Computer Aided Tri-Dimensional Interative Application)是法国Dassault公司开发的大型应用软件,该软件在曲面设计、实体造型等方面具有独特的优势,它广泛应用于航空航天工业、汽车制造业等大量涉及到复杂外形设计的工作领域内。
目前,我国的制造业存在着产品自主开发能力低;产品设计手段落后;产品开发周期长等不足之处。
1 逆向工程工作流程逆向工程的工作过程可用图1来表示。
逆向工程有两个主要研究内容:样件表面数字化,即样件表面数据采集;曲面重构。
1.1 数字化方法与技术实物零件的表面数字化就是通过特定的测量设备和测量方法获取零件表面离散点的几何坐标数据。
一般来说,三维表面数据采集方法可分为接触式和非接触式数据采集两大类。
接触式包括基于力-变形原理的触发式和连续扫描式数据采集;非接触式主要有激光三角测量法、激光测距法、光干涉法、结构光学法、图像分析法等。
随着工业CT技术的发展,断层扫描技术也在逆向工程中取得了应用。
CATIA逆向设计
Catia逆向设计 数字化外形编辑器（DSE）
点云处理
三角补洞（Interactive Triangle Creation） 主要用于手动完成上色元素区域（开放或封闭）的孔洞修补。
Catia逆向设计 数字化外形编辑器（DSE）
点云处理
网状清洁（Mesh Cleaner） 主要用于清洁上色元素。
Catia逆向设计 数字化外形编辑器（DSE）
Catia逆向设计 数字化外形编辑器（DSE）
点云处理
上色（Tessellate） 选择一片点云，一个与模型相适应的近似数出现在邻近对话框中，此数值所代表 的意义是：显示的三角形面最大边的距离，它依赖点云的离散程度。对话框中的 数值根据需要更改，在点云中形象化为一个绿色球，能够改变球的位置通过鼠标 的点击点云。
显示选项： 网状（Mesher）选项 a) 三角形（Triangles）：用 a) 3D Mesher：这是一个复 三角形显示多边形 杂的多边形计算，这个计算 b) 上色（Shading）：模拟 时间随着模型的尺寸和复杂 事物表面显示，有两种显示 程度而增加。在做此操作时 类型： ，最好预先过滤 ① 扁平（Flat）：光线与三 b) 2D Mesher：快速简单获 角形法向一致 得多边形面 ② 光滑（Smooth）：光线 将与三角形切向一致，给人 说明：增加邻近数值可以提高多边形面的质量和减少孔 高质量的感觉 洞的产生，但是找到一个既没有孔洞，又没有产生多余 三角形面的邻近数字是比较困难的
过滤（Filter） 在处理许多数字化点云时，遇到数字化点密集，我们可以用CATIA中的过滤功能 对点云进行处理，滤除多余的点。 选择过滤类型： a)均匀 ( Homogeneous) b)适度( Adaptative) 如果选用均匀 ( Homogeneous)过滤：则在过滤点云上出现一个绿色的过滤球， 可以在均匀对话框中改变球的半径，也可以改变球的位置用鼠标点击点云。过滤 原理：在球沿点云运动中，凡是在球里面的点将被一个点代替，其余点被隐藏。 注意：球的半径不能小于收集点云的步长。 如果选用适度( Adaptative)过滤：则在适度过滤对话框中的数字所表示的意义是 点云过滤的弦差。用这种方法过滤，在平坦面将有较多的点被隐藏，而在曲率变 化较大的地方将隐藏较少的点，这样可以突出曲率变化区域。 注意：当弦差为零时，可以恢复被隐藏的点 打开物理删除（Physical removal）选项，将删除被隐藏的点
服装设计逆向思维的例子
服装设计逆向思维的例子
服装设计领域中，逆向思维可以帮助设计师创造出独特的服装风格，以下是一些逆向思维的例子：
1. 反向色彩搭配：通常，服装设计师都会选择相似或相同的颜色搭配，但逆向思维则会将互补的颜色搭配在一起，比如红色和绿色、黄色和紫色等。
这样的搭配可以让服装更具有吸引力和独特性。
2. 反向纹理运用：传统上，设计师通常会选择一种纹理来装饰服装，但逆向思维则会选择两种或多种不同的纹理来装饰，比如将花纹和条纹结合在一起，或将光滑和粗糙的面料混搭在一起。
这种反向纹理运用可以让服装更加多样化和有趣。
3. 反向剪裁设计：传统上，服装设计师通常会用常规的剪裁方式来制作服装，但逆向思维则会采用不同的剪裁方式，比如将一件上衣和裤子的剪裁方式颠倒过来，或将裙子和裤子的剪裁方式结合在一起。
这种反向剪裁设计可以让服装更加独特和有意思。
4. 反向材质运用：传统上，服装设计师通常会选择相同或相似的面料来制作服装，但逆向思维则会选择不同的面料来制作服装，比如将丝绸和毛料结合在一起，或将皮革和丝绸结合在一起。
这种反向材质运用可以让服装更加富有层次感和质感。
综上所述，逆向思维在服装设计领域中可以帮助设计师创造出更加独特、有趣的服装风格，同时也可以激发设计师的创造力和想象力。
- 1 -。
摩托车零件逆向造型练习一.
摩托车零件逆向造型练习一1题目说明如下图中所示之实物，使用三坐标测量机完成测点的逆向造型2具体操作步骤2.1步骤一：点测量按照下图中所示线条位置测量点。
练习文件：qia ndn-testl.prt2.2步骤二主要面上线的光顺和调整如下图中所示将测量的点连接成SPLINE，并使用SMOOTH CURVE的操作使其进行光顺处理。
并将图中1所示左侧的线条做适当延长（例如总体延长15）;图中2所示右侧的线条做适当延长（例如总体延长75）。
除了图中所示的3线外，使用THROUGH CURVE将其余的线条依次连接成主面A。
1 OF 62.3步骤三4线为主面A的边界轮廓线，将该线两端进行适当延长；在4线的末端分别做平行于XC的直线5；使用3线做ZC方向的拉伸成面B ；使用4线、5线对面A、B做修剪，结果如下图中所示2.4步骤四在XYC面内做平行于X的线6,使用线6对面A进行裁剪；在A面与B面的两侧边间制作曲率连续的桥接线7,如下左图示。
使用线7及A、B面的边界制作THROUGH CURVE MESH面C，并和A面保持曲率连续、B面保持相切连续2 OF 62.5步骤五在a点处做平行与ZC的8线，做曲率连续桥接线9接于a,b两点;2.6步骤六使用THROUGH CURVE MESH以顶点P与线12为主导线、线11与线10为穿越线制作面D说明：此处也可使用10、11线为导引线，12线为截面线，扫出面D，虽从此处面的形状分析来看，并无大的差别，但这种做法对后续过渡面的形状会产生较大的影响。
3 OF 62.7步骤七将D面进行延长形成面E 制作平行于XC的直线13、c142.8步骤八如下左图从线14的端部到面C的顶点做直线15,用线14、15A进行修剪如下右图从面A两侧端做直线将其沿ZC方向投影到面A形成线162.9步骤九缝合A 、C 面成A-C 面缝合D 、E 面成D-E 面做曲率桥接线16 （此处桥接线的参数对后续模型的制作如最终倒圆、增厚及 过渡位的形状影响很大，推荐使用 PEAK POINT 控制模式下BRIDGE DEPTH 42、 BRIDGE SKEW 63 的参数）4 OF 6做两侧相切连续的 THROUGH CURVE MESHM 面2.10步骤十使用线18、19为导引线、线17为截面线，做SWEPT面G2.11步骤十使用线21为导引线、线20为截面线做SWEPT面H 5 OF 6陈正群UGNX2基础培训2.12步骤十二使用ENLARGE将G、H面进行适当的延伸经过裁剪后将G、H面进行缝合成为G-H面进行EDGE BLEND 15将A-C 面与D-E 面进行缝合成为A-C-D-E面使用G-H面对A-C-D-E面进行修剪2.13步骤十三G-H面与A-C-D-E面间进行面倒圆R5 2.14步骤十四使用边缘线对面体进行修剪，并对面体进行增厚2.5mm成为实体。
逆向造型应用实例-油壶
图-33
(19)用分割功能 ,用平面zx plane分割上面生成的 曲面,结果如图-34所示.
图-34
(20)用云点的局部编辑功能,将网格面全部显示. (21)用按等曲率分割功能 ,选择Radius,选择 Maximum,在底部的圆角上单击,显示该部位的圆角半 径,如图-35所示.
图-35
(22)用边线圆角功能,在底部倒半径为12mm的半径,如 图-36所示.
图-1
1. 建立交线
(1) 新建一个part文件. (2) 切换到 “数字化外形编辑器”模块中,用导入云 点功能 ,将文件导入系统,如图-2所示.
图-2
(3)用建立网格面功能 ,在云点上建立网格面,在对话框中 设置Neighborhood为11mm,如图-3所示.
图-3
(4)切换到 “快速曲面重建”模块中. (5)用平面交线功能 ,选择网格面,在对话框中单击 ,将 XZ平面作为平面截面,在Number文本框中输入1,在几何显 示区中指针上右击,选择Edit命令,在弹出的Tuner对话框中, 在第二个文本框中输入0,也就是平面截面的起点的Y坐标 为0,如图-4所示.在Tuner对话框中单击Close按钮,在Planar Section对话框中单击Apply按钮生成交线,单击OK按钮完成. 将生成的交线命名为scan.1,如图-5所示.
图-7
2.建立曲线
(1)选择Insert中的几何图形集(openbody)命令,插 入一个名称为Curves的开放部件. (2)用交线曲线功能 ,由scan.1建立曲线.用鼠标 在瓶口建立如图-8所示的断点.同样在另一侧也增加 相同的断点.在瓶底建立如图-9所示的断点,并施加 相切约束.在把手的下方也增加一个断点,另外一次 也增加相同的断点.增加断点后生成的曲线如图-10 所示.
小平面特征逆向造型设计
目录摘要Abstract第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 逆向工程的特点及意义 (1)1.3 逆向工程的一般流程 (2)1.4逆向工程的发展和未来前景 (3)1.4.1快速成型技术的发展 (3)1.4.2逆向工程技术的发展 (3)1.4.3逆向工程未来发展前景 (4)1.5 软件介绍 (5)1.5.1 Pro/E软件简介 (5)1.5.2逆向工程软件简介 (6)1.6小平面特征介绍 (6)第二章小平面特征逆向工程的一般步骤 (8)2.1实体三维坐标数据的获取 (8)2.2 点云处理 (9)2.3曲面重构 (11)2.4实体建模 (12)第三章米老鼠头像模型重构 (13)3.1米老鼠头像重构简要说明 (13)3.2数据采集及预处理 (13)3.2.1激光扫描仪采集数据 (13)3.2.2数据预处理 (13)3.3小平面处理 (14)3.3.1点云数据处理 (14)3.3.2包络处理 (14)3.3.3小平面调整 (15)3.4重新造型及实体化 (16)3.4.1米老鼠头像重新造型 (16)3.4.2 实体化 (17)总结 (18)参考文献 (19)致谢 (20)插图清单图1-1逆向工程和顺向工程对比 (2)图1-2逆向建模一般流程 (2)图1-3快速成型主要工艺方法及其分类 (3)图2-1 serein三维激光扫描仪 (8)图2-2 三维扫描技术分类 (9)图3-1米老鼠头像点云 (13)图3-2小平面输入选项 (14)图3-3创建三角面 (14)图3-4米老鼠头像包络后的三角面 (15)图3-5 “破洞”修补 (15)图3-6反向边造型 (16)图3-7重新造型界面 (16)图3-8重新造型修改后局部视图 (17)表格清单表1-1 逆向工程技术的广泛应用 (4)表1-2 逆向工程未来发展的主要方面 (5)表1-3Pro/E的功能 (5)表1-4常见逆向工程软件 (6)表2-1曲面重构处理点云方法对比 (11)平面特征逆向造型设计摘要本次课程设计主要研究了逆向工程技术和小平面特征在曲面模型重建中的应用这两个方面。
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逆向抄数是广东对逆向工程的俗称,在江浙一带则被叫作逆向造型,是平常意义上设计的反向过程,指运用激光抄数机对已有的产品或者模型，进行扫描，得到三维轮廓数据，然后进行逆向的3维建模过程，一般特指产品的曲面的构建过程。
在国内，产品的仿造、山寨产品特别是山寨手机的逆向抄数情况也非常常见。
逆向抄数的目的除了获得产品的外观三维数据外，也用于改善产品的外观性能，特别是在对于外观整体性能要求比较高的场合，也需要通过制造模型和样板来不断的测试和修改并得到最终的模型，并使用这个最终模型进行逆向曲面造型得到三维模型。
扫描线逆向造型
在激光扫描仪广泛使用之前，最常用的曲面测量方法就是使用机械导针式抄数机来进行抄数（扫描）得到产品的外观线框。
使用这种方法得
到的数据准确度有一定的保障，也是在90年代最常用
的逆向造型方法。
使用种造型方法必须有实际的模型
或样板来辅助建模，局部细节的特征尺寸还需要结合
手工测量来获得。
采用这种数据进行逆向造型在一定
程度上受到扫描数据的限制，在创建造型的曲线的时
候通常要选择有扫描线的截面，这样在用户逆向造型
的时候自由度就大受限制了。
因此在三维激光扫描仪
的普及之后，这种方法会逐渐被取代
稀疏点云逆向造型
稀疏点云是通过三坐标测量机测量的数据点集合，三坐标测量机测量数据的场合通常是对于产品整体外观典型的稀疏点云比较规则但是局部细节
要求比较高的场合，通过测量产品外观上某个点的具体坐标
值来创建坐标点。
这中数据的测量方式可以兼顾整体形状
和细节特征的精确度，同时相对于三维激光扫描仪来说成本
也相对较低，所以在一些地区比如长三角地区目前也还有一
定的应用
密集点云逆向造型
密集点云是采用三维激光扫描仪或者照相式扫描仪进行抄数得到的点数据，采用这样的方法得到的点云因为数据量比较大并且能够全面反映产
品的整个外观，因此对于创建高要求的外观来说是比较理
想的数据获取方式。
对于这种情况下的造型，有专门的逆
向软件来进行造型比如imageware，copycad等，而使用
普通的三维CAD软件来进行造型，在导入之前一般需要使
用专门的逆向软件进行点云的前期处理和编辑。
使用密集点云进行逆向造型，因为用户可以得到任何位置
任何方向的截面数据，因此可以最大程度发挥造型者的建
模自由度，同时也可以在密集点云的参考下随时查看造型结果和原始数据的偏差，有利于及时纠正偏差得到更准确的结果，因此相对其它方式的造型类型而言更有有效和更具适用性，是目前的主流逆向造型类型，特别是珠三角地区已经是广泛应用。
逆向造型的方法
从本质而言，逆向造型和正向造型并无太大的不同，不同之处仅仅是逆向造型比正向造型多了参考的数据，一方面提供了参考一方面也对形状有更多的限制。
因此逆向造型也可以照搬普通的曲面造型方法。
逆向造型的要求
向造型有两个基本的要求：精确度和曲面质量；对于不同的产品这两方面的要求又有所不同，对于普通的产品比如消费电子、日常用品更侧重于造型的准确度，对于曲面的质量通常能达到G1连接（曲面相切连接)并且肉眼观察光滑便可基本满足要求。
而对于一些比较关注流体性能的场合比如汽车外表面、飞机外表面等则更注重曲面质量，更有甚至会要求达到A级曲面标准。