以UG为平台的逆向工程数据处理技术
逆向工程UG逆向建模基础
任何一个产品都是由多部分组成，在对产品有宏观的 理解之后，接下来必须对产品做细致的分析。
分析产品功能及各部分的作用
产品的装配部位在哪里； 产品的美观部位在哪儿； 产品的分型位置在哪儿； 产品的变形部位在哪儿； 产品的哪些部位是对称的； 产品的哪些部位是同轴心的； 产品的哪些部位是位于同一平面上的； 产品的哪些部位是规则的； 产品的最大尺寸是多少。
点数据分层
一般我们根据工作需要把不同的点、线、面和其他 几何物体合理地放置在不同的图层上。由于点数据是 逆向造型最原始数据，所以最好把点数据放在前面的 图层中。在进行三坐标测量时，产品分型线的点数据、 棱线的点数据和表面的点数据都会用不同的颜色区分 开来，所有我们在分层时可以根据原始点数据的颜色 进行图层设置，通常情况下，我们把分型线的点数据 放在第2层，然后依次放置棱线的点数据和表面的点 数据。
对称平面的创建
怎样找出对称产品的对称平面，是逆向造型中很重 要的一步。创建对称平面的过程实际上也是建立一个工 作坐标系，以坐标系的XC/YC平面作为产品的对称平面 的过程。
产品对称中心线的原理：找出任意一组产品的对称点 并进行连线，通过该连线的中点的垂线就是产品的对称 中心线。
中国心逆向造型
中国心逆向造型——调整拔模方向
观察对象—显示方式控制
快速视图弹出菜单 ∶(MB3)
观察对象—视图方位
利用鼠标方便的观察对象
• 旋转对象∶ 按下和保持 MB2并 旋转 。 • 单轴旋转∶ 1. 放光标到视图边缘；
2. 按下和保持 MB2并在你要旋转的方向拖拽。
ug逆向设计之stl文件建模造型技巧及思路
UG软件（Unigraphics软件）可以进行逆向设计，即通过STL文件进行建模造型。
下面是一些UG逆向设计STL文件的技巧和思路：1. 导入STL文件：在UG中，可以通过导入功能将STL文件导入到软件中。
导入后，STL 文件将以三角形网格的形式显示在工作区中。
2. 清理和修复几何：导入的STL文件可能存在不完整的几何体、重叠面、孔洞等问题。
在进行建模之前，需要对几何进行清理和修复。
使用软件提供的几何修复工具，如合并面、修复孔洞等功能，对几何进行修复和优化。
3. 创建基准几何：根据STL文件提供的几何特征，可以创建基准几何体来作为建模的参考。
通过基准几何体，可以更好地理解和重建原模型的形状。
4. 网格转实体：将STL文件中的三角形网格转换为实体几何体。
UG提供了将网格转换为实体的功能，如直接导入实体、使用缩放工具生成实体等。
转换为实体后，可以更方便地进行后续的建模和修改操作。
5. 修整和重建几何：根据STL文件的几何特征和要求，对实体进行修整和重建。
可以运用UG软件提供的各种工具，如曲线和曲面工具、布尔运算等，进行修整、修改和增强模型的形状。
6. 细化和细节处理：根据模型的要求，可以进行进一步的细化和细节处理。
使用UG软件的细分曲面、倒角、填充、修整等工具，对模型进行精确的调整和加工。
7. 检查和优化：在完成建模后，对模型进行检查和优化。
检查模型的拓扑结构、面、边、体的连续性等，并进行必要的修复和调整，确保模型的质量和正确性。
8. 导出为STL文件：完成建模后，可以将模型导出为STL文件进行保存和后续使用。
当进行UG逆向设计时，需要根据具体的STL文件和建模需求，结合UG软件提供的工具和功能，灵活运用建模技巧和思路。
通过清理、修复、基准几何、网格转实体、修整、细化、检查和导出等步骤，可以高效地进行STL文件的逆向设计。
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。
UG逆向造型的原理、一般方法和技巧
U G逆向造型的原理、一般方法和技巧本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March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。
采用UG二次开发的逆向工程数据处理方法
2009 年 第5期
工程图学学报
第二组点 终点：PT650
第一组点 终点：PT510
第一组点 起点:PT397
第二组点 起点：PT511
图 1 数据分层程序
3 数据投影程序的实现
对于分好层的一组数据点必须进行数据的 投影，也就是将数据近似地投影到某个平面上。 打开一组点的信息文本，观察点的坐标值规律 性，把近似相等的某方向上的数值进行累加，求 和，取其平均值，然后修正该组数据点上所有点 在该方向上的数值为某一平均值，就相当于把这 组数据点上的所有点移动到其测量平面，从而达 到数据投影的目的。
·36·
工程图学学报
2009 年
开始
导入数据 设定首层
否 程序结束
是
选择起点
否
PT1
是 计算s1, t1, n1, r1值
程序结束
选择终点
否
PT2
是 计算s2, t2, n2, r2值
程序结束
否 r1<= r2
是 i= r1
计算s, t, n
提取实体， 设置层数n，隐藏
i=i+1
否 i<= r2
是
分层”和“数据投影”两个程序，减少了数据处理的重复操作，提高了 UG 软件在逆向工程中
的应用效率，为逆向工程中的应用问题找到了一种新的解决思路和方法。
关 键 词：计算机应用；数据处理；逆向工程；UG 二次开发
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
应用UG逆向设计
应用UG逆向设计摘要在高技能人才培养中，用逆向技术，让学员在交互式、三维仿真环境中学习机械专业技术，引导学员对专业进行细致广泛的思考。
本文展示UG逆向一般方法，通过逆向设计实例，介绍UG逆向一般步骤。
关键词UG；逆向；仿真逆向技术（RE）；也称逆向工程、反求工程，是在没有产品图样的情况下，用实物进行测量和工程分析，经CAD/CAM/CAE软件进行数据处理、重构几何模型，并生成数控程序，由机床重新加工复制出产品的过程。
它有别于传统的由图样制造产品的正向模式，这项技术一面世，立即受到了人们的重视。
技术引进是吸收国外先进技术，促进经济增长的措施，战后日本仿制欧美产品，采取各种手段获取先进的技术，建立了自己的产品创新设计体系，使经济迅速崛起，成为仅次于美的制造大国。
据有关统计资料表明，各国70%以上的技术都是来自外国，要掌握这些技术，正常途径是通过逆向工程。
因此，任何产品问世，不管是创新、改进还是仿制，都蕴涵着对已有知识、科技的继承、应用和借鉴。
通俗地讲，逆向设计是用现成品，通过测点构线成面造体，在软件中构造三维实体。
在UG中逆向设计，是软件的高级应用。
对现代技能人才来说，掌握逆向设计技术，能迅速全面地掌握产品结构，把握工艺。
在高级技能人才培养中，是机械工程知识的一种交互式学习手段，能引导学员进行细致而广泛的思考。
现介绍UG逆向设计应用中的一般方法和原则。
1 测点和调点测点是在三坐标测量机或激光扫描仪中进行，由软件得到一个IGS的点数文件，在文件下拉菜单中导入到UG中来。
导入的点模型在UG坐标系中摆平放正就是调点，构成基准线面的点要与坐标轴垂直对称，先要把这些点找出来，点摆平放正了，将来构成的基准也就摆平放正了。
2 连线1）点整理，连线之前先整理好点，包括去误点、明显缺陷点，同方向的点放在同一层。
2）点连线，连成的线的质量要求是光顺而误差小，误差大小受特征复杂程度影响，特征单一，一般能做到误差小，特征复杂，误差大。
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逆向工程的一般方法和技巧
ug逆向工程的一般方法和技巧UG逆向造型的一般方法和技巧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，与这种从实物样件获取产品数学模型技术相关的技术，已发展成为CAD、CAM中的一个相对独立的范畴，称为“反求工程”(Reverse Engineering)。
通过反求工程复现实物的CAD模型，使得那些以实物为制造基础的产品有可能在设计与制造的过程中，充分利用CAD、CAM等先进技术。
由于反求工程的实施能在很短的时间内准确、可靠地复制实物样件，因此反求工程成为当前企业先进制造技术的热门话题之一。
利用一些非专业的逆向设计软件(如:UG、Pro/ENGINEER、CATIA等)和一些专业的逆向设计软件(如:Surfacer、CopyCAD、Trace等)进行逆向造型是现阶段反求工程在企业应用的典型例子。
由于公司新产品开发需要，笔者利用UG软件进行零件的反求在外形复杂的汽车冲压件的逆向造型设计中取得较好应用效果。
我们选择的测量设备是英国LK公司的三坐标测量机，可以用来测量特征的空间坐标、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。
UG的逆向造型遵循:点?线?面?体的一般原则。
一、测点测点之前规划好该怎么打点。
由设计人员提出曲面打点的要求。
一般原则是在曲率变化比较大的地方打点要密一些，平滑的地方则可以稀一些。
由于一般的三坐标测量机取点的效率大大低于激光扫描仪，所以在零件测点时要做到有的放矢。
值得注意的是除了扫描剖面、测分型线外，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。
二、连线(1)点整理连线之前先整理好点，包括去误点、明显缺陷点。
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逆向工程的一般方法和技巧
UG逆向造型的一般方法和技巧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，与这种从实物样件获取产品数学模型技术相关的技术，已发展成为CAD、CAM中的一个相对独立的范畴，称为“反求工程”（Reverse Engineering）。
通过反求工程复现实物的CAD模型，使得那些以实物为制造基础的产品有可能在设计与制造的过程中，充分利用CAD、CAM等先进技术。
由于反求工程的实施能在很短的时间内准确、可靠地复制实物样件，因此反求工程成为当前企业先进制造技术的热门话题之一。
利用一些非专业的逆向设计软件（如：UG、Pro/ENGINEER、CATIA等）和一些专业的逆向设计软件（如：Surfacer、CopyCAD、Trace等）进行逆向造型是现阶段反求工程在企业应用的典型例子。
由于公司新产品开发需要，笔者利用UG软件进行零件的反求在外形复杂的汽车冲压件的逆向造型设计中取得较好应用效果。
我们选择的测量设备是英国LK公司的三坐标测量机，可以用来测量特征的空间坐标、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。
UG的逆向造型遵循：点→线→面→体的一般原则。
一、测点测点之前规划好该怎么打点。
由设计人员提出曲面打点的要求。
一般原则是在曲率变化比较大的地方打点要密一些，平滑的地方则可以稀一些。
由于一般的三坐标测量机取点的效率大大低于激光扫描仪，所以在零件测点时要做到有的放矢。
值得注意的是除了扫描剖面、测分型线外，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。
二、连线(1)点整理连线之前先整理好点，包括去误点、明显缺陷点。
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
(建筑工程管理]UG软件在逆向工程中的应用
![(建筑工程管理]UG软件在逆向工程中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/5b59d426960590c69fc3760a.png)
（建筑工程管理）UG软件在逆向工程中的应用UG软件于逆向工程中的应用内容摘要:而逆向工程则是壹个“从有到无”的过程，就是根据已有的产品模型，反向推出产品的设计数据，包括设计图纸和数字模型。
逆向工程的专业软件有Surfacer、ICEM、CopyCAD和RapidForm等，这些软件非常适合处理大量扫描的点云数据。
同时，我们也对UG于逆向工程中的应用进行了探索，于过程中得到了壹些经验，下面详细介绍如下。
二、数据点的输入用UG 软件做逆向工程，使用的测量设备大多均是接触式手动三坐标划线机，主要针对剖面、轮廓和特征线进行测量，测量的数据点不是很多，UG处理起来也比较容易。
壹、前言传统的产品设计壹般均是“从无到有”的过程，设计人员首先构思产品的外形、性能以及大致的技术参数等，再利用CAD建立产品的三维数字化模型，最终将模型转入制造流程，完成产品的整个设计制造周期，这样的过程可称为“正向设计”。
而逆向工程则是壹个“从有到无”的过程，就是根据已有的产品模型，反向推出产品的设计数据，包括设计图纸和数字模型。
逆向工程的专业软件有Surfacer、ICEM、CopyCAD和RapidForm等，这些软件非常适合处理大量扫描的点云数据。
例如，对壹个小车的外型进行激光扫描，大约能够得到30万个测量点，通过专业的Surfacer软件建构而得到数字模型，达到了预期的效果。
同时，我们也对UG于逆向工程中的应用进行了探索，于过程中得到了壹些经验，下面详细介绍如下。
二、数据点的输入用UG软件做逆向工程，使用的测量设备大多均是接触式手动三坐标划线机，主要针对剖面、轮廓和特征线进行测量，测量的数据点不是很多，UG处理起来也比较容易。
可是本文的车模型用激光扫描测到的数据点多达30万个，这么多的数据点输入UG是很困难的，因此我们于Surfacer软件里对点云数据进行了除噪、稀疏等预处理。
而为了准确地保持原来的特征点和轮廓点，我们大体构造了轮廓线和特征线，和点云数据壹起导入UG中，如图1所示。
采用UG二次开发的逆向工程数据处理方法
采用UG二次开发的逆向工程数据处理方法
周敏;杨南粤
【期刊名称】《图学学报》
【年(卷),期】2009(030)005
【摘要】在分析三坐标测量机输出文件规则的基础上,针对逆向工程数据处理中存在的重复操作、精度不高等问题,利用UG的二次开发工具UG/OPEN GRIP,编写了"点云分层"和"数据投影"两个程序,减少了数据处理的重复操作,提高了UG软件在逆向工程中的应用效率,为逆向工程中的应用问题找到了一种新的解决思路和方法.
【总页数】6页(P33-38)
【作者】周敏;杨南粤
【作者单位】广东技术师范学院工业中心,广东,广州,510665;广东技术师范学院工业中心,广东,广州,510665
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于逆向工程和UG二次开发的人工骨组织结构造型仿真 [J], 于天彪;孙雪;哈达
2.采用逆向工程快速制造样件 [J],
3.共振法实测结构动力特性中采用不同激振设备的数据处理方法 [J], 周详
4.采用数据处理方法提高车载捷联式寻北仪的精度(英文) [J], 宋春雷;谢玲;陈家斌
5.模具CAD/CAM逆向工程中数据处理方法研究 [J], 余心宏;吴向阳;董秋月
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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。
UG是全球主流MCAD系统,是计算机辅助设计、辅助制造、辅助工程和产品数据管理(CAD/CAM/ CAE/P DM)一体化的软件系统之一,实现了产品从设计到加工过程中数据的无缝集成,从而优化了企业的产品设计与制造[1]。
UG计算机辅助设计的优势主要是正向设计,其逆向功能比较薄弱。
在实际的工程设计中会设计一些具有复杂曲面特征的产品,通过单一的逆向设计或正向设计方法都难以实现,通常会用到正向、逆向两种设计方法,逆向设计优势在于测量数据点的强大处理功能和复杂自由曲面的设计,正向设计优势在于特征造型和实体造型,对零件特征的编辑修改比较方便。
UG软件具有强大的特征建模功能,可以参数化生成长方体、圆柱、圆锥、球体和管道,并且可以在这些基础的特征上继续生成孔、腔体和倒角等细节特征。
此外,UG还提供了自由曲面建模的功能,包括点/线重构和线/面重构。
点/线重构的方法主要有“根据极点”、“通过点”和“拟合”三种。
线/面重构主要有“直纹面”、“通过曲线”、“通过曲线网格”和“N边曲面”,但是UG 软件不能实现逆向建模,主要是不能处理大量散乱的点云数据,不能提供重构实体特征所需的特征点。
UG为用户提供了UG OPE N/AP I二次开发工具,本文利用此工具开发点云预处理模块,提取点云数据的特征点,从而实现了UG环境下的逆向建模。
1 逆向工程系统框架逆向工程系统框架主要包括数字化模块、点云预处理模块、三维重构模块和数据应用模块。
逆向工程流程如图1所示。
111 数字化模块利用数字化设备测量原型表面点三维坐标值,其包含测量规划和数字化测量。
测量规划是实现指导下的实物数字化关键技术,通常包括测量路径安排、路径优化和采样点选择等。
在测量规划的指导下,利用三维数字化测量仪进行数据测量,并将数据存入下一模块。
03 CAD/CAE/CAPP/CAM现代制造工程2010年第1期图1 逆向工程流程112 点云预处理模块点云预处理模块主要包括点云数据平滑,噪声数据、异常数据的去除,压缩和归并冗余数据,遗失点补齐,数据分割,多次测量数据和图像的数据定位、对齐,对称零件的对称基准重建等。
经过数据预处理之后,一般可有效地提高测量数据的精度。
113 三维重构模块从测量数据中提取实物原件的几何特征,并按测量数据的几何属性对其进行分割,采用几何特征匹配与识别的方法,来获取实物原件所具有的设计与加工特征。
实物原件CAD模型的重建是将分割后三维数据,在CAD系统中分别做表面模型的拟合,并通过各表面片的求交与拼接获取实物原件的CAD模型。
114 数据应用模块数据应用模块主要包括NC加工系统和快速原型系统。
三维模型生成后,可以根据需要生成数控代码,在数控机床上加工,或者将数据格式转换为ST L 格式,在快速成型机上生成实体模型。
2 UG二次开发关键技术UG二次开发技术主要包括UG OPE N/AP I、UG OPEN/MenuScri p t和UG OPEN/U Istyler。
UG OPEN/ AP I封装2000多个UG操作函数,通过UG OPEN/AP I 的编程,可以对UG的图形终端、文件管理系统和数据库进行操作,通过编程调用这些函数,用户几乎可以实现所有的UG功能,从而实现用户化的需要。
应用程序AP I是UG和用户界面程序的连接桥梁,利用V isual C++610调用UG OPEN/AP I提供的接口函数,编制一个能被UG在启动时自动加载的动态链接库文件,当用户通过界面提交创建对象的主要参数给UG 系统时,应用程序作为对话框按钮的回调函数被调用执行[1]。
UG OPE N/MenuScri p t支持UG主菜单和快速弹出式菜单的设计和修改,通过它可以改变UG菜单的布局、添加新的菜单项以执行用户AP I二次开发程序及操作系统命令等。
UG OPE N/U Istyler是开发UG对话框的可视化工具,生成的对话框能与UG集成,让用户更方便、更高效地与UG进行交互操作。
上述三种工具联合使用,满足用户进行UG二次开发需要,实现以交互式图形系统为主要支撑,以图形系统的用户语言为进程的控制,并以高级语言为系统连接及数据转换的枢纽。
开发产品参数化设计、产品智能设计和集成设计的CAD软件,可实现UG软件的用户化、本地化,提高设计速度与设计质量[1]。
3 特征点的提取逆向建模一般遵循点→线→面→体的原则。
建模的首要任务是从散乱的点云数据中提取有效的点,这不仅可提高建模的速度和模型的精度[2],而且也是保证后续重构的线和面的精度基础。
在UG中,由于点/线重构和线/面的功能相当完备,所以本模块开发的重点是对大量点云的读取和特征边界点的提取。
311 点云数据的读取在进行二次开发中,要对某个对象进行操作,就必须首先获得其对象标识。
点云数据中每一个点在UG当中就是一个对象,可以用类选择的方法一次选择大量的点,并将其对象标识存放在一个动态数组中。
这里强调用动态数组,就是考虑到其运算的速度和运算效率,如果用静态数组,在不知数组大小时,申请空间大会造成内存的浪费,申请空间小则可能造成数组越界,程序在执行中会出现错误。
选择C++的模板类CA rray,具体的格式为:te mp late<class TYPE, class ARG_TYPE>class CA rray:public CObject,它可以动态存储数据,并可以随时添加或减少数据,可以存储任意类型的数据。
312 基于截面特征边界点的提取截面特征边界点,就是依据逆向工程点云切片理论,即用点云数据和平面求交,将点云与平面的距离在指定的范围内的点提取出来[3],对提取的点云切片上的点,进行精度和光顺的优化处理得到点云。
这些点可以采用插值或拟合的方法来构造截面特征线,多条特征线就可以构成曲面或实体的内部曲线框架。
对于大量的点云数据,要想重构出精度比较高的实体或片体,就必须提取精度高的特征边界数据点[4]。
在本次开发中使用的是通过建立多个平行的平面,调整使其垂直点云轮廓的对称轴,判断每一个点和每一个平面的距离,将与每一个平面的距离在误差(点与平面的之间距离)范围内的点的对象标识存入一个数组中,虽然这些点离这个平面的距离在一个很小的范围,但这些点离平面的距离仍然有远近之分,即这些点不在同一个平面上,由这些点构成的线也不在同一平面,其光顺程13 现代制造工程2010年第1期CAD /CAE /CAPP/CAM图2 提取特征边界点程序流程度就难以保证。
为此,把这些点投影到离它们最近的平面上,这样就可以得到多组平行特征边界点。
在实际操作中可能会遇到有些点云数据扫描间距小,有些点云数据扫描间距大,这时如果仍然用固定的误差来提取点,提取的特征点或者过密集,或者过稀疏。
点云数据过于密集,拟合的曲线并不十分光滑[527],过稀疏拟合曲线时误差就很大,这时可以根据点云的疏密程度来调节这个参数。
提取特征边界点的程序流程如图2所示。
图2中的j 为提取点,M 为取点总数,k 为提取截面,N 为创建截面总数。
4 线/面重构程序实现的应用实例采用UG 二次开发的模块实现淋浴喷头的建模。
用Menu Scri p t (菜单脚本语言)创建的用户菜单如图3所示。
点击图3中I GES 命令,导入要处理的原始点云数据如图4所示。
点击逆向工程菜单中的创建截面命令,出现一个对话框如图5所示,根据点云的位置,在对话框中输入创建截面的初始位置,输入完成后新的截面被立即创建,建立的截面如图6所示,若不满意可继续调整其位置,用同样的方法调整截面之间的距离,点云外轮廓的曲率变化越大,截面之间的距离越小;可改变截面的法线方向,使其垂直外轮廓的轴线;也可改变截面数量,使每一部分都有截面截取,在修改时的每一步,相应的截面就会被实时创建。