CATIA逆向设计基础培训-李永卫
catia逆向视频教程
Catia逆向视频教程1. 简介Catia是一款强大的三维建模软件，它被广泛应用于机械设计、工程分析、制造等领域。
Catia可以很好地支持正向工程，即从草图或设计概念创建三维模型。
但对于一些需要修改或翻新现有产品的工程师或设计师来说，逆向工程显得尤为重要。
Catia逆向工程涉及将现有的物体转化为数字化的模型，以便进行修改、分析和仿真。
本视频教程旨在为大家提供一个简单且实用的Catia逆向工程入门指南。
通过视频演示和详细的说明，我们将带您了解在Catia中进行逆向工程的基本步骤和技巧。
2. Catia逆向工程的基本原理在开始学习Catia逆向工程之前，让我们先了解一下它的基本原理。
Catia逆向工程可以分为以下几个步骤：步骤1：数据采集Catia逆向工程的第一步是采集现有物体的数据。
这可以通过多种方法实现，如三维扫描、光线投射、摄影测量等。
这些方法都能够将物体的几何表面信息转化为点云或网格数据。
步骤2：数据处理一旦获得了物体的点云或网格数据，接下来就需要对其进行处理。
Catia提供了一系列强大的工具来清理、优化和修复数据。
您可以使用这些工具来去除噪点、填补空洞、修复不连续的边界等。
步骤3：模型创建数据处理完成后，我们就可以开始创建模型了。
Catia提供了多种建模工具，您可以选择根据点云或网格数据直接创建曲面模型，或使用逆向工程工具提取出几何特征和曲面边界。
步骤4：模型优化在创建模型后，您可以对其进行进一步的优化和细化。
您可以调整曲面的拓扑结构、平滑曲面的边缘、修复不连续的几何特征等。
Catia提供了大量的工具和功能来帮助您完成这些任务。
步骤5：模型导出最后，一旦对模型进行了充分的优化和细化，您可以将其导出到其他文件格式中，比如STEP、IGES、STL等。
这样，您就可以在其他软件中继续使用这个模型。
3. 视频教程内容本视频教程将涵盖以下几个主题：3.1 数据采集•介绍常用的数据采集方法•演示如何在Catia中导入点云或网格数据3.2 数据处理•展示如何使用Catia提供的处理工具清理、优化和修复数据3.3 模型创建•演示如何根据点云或网格数据创建模型•介绍使用逆向工程工具提取几何特征和曲面边界的方法3.4 模型优化•演示如何使用Catia的工具进行模型优化，如调整拓扑结构、平滑曲面边缘等3.5 模型导出•介绍将逆向工程结束后的模型导出到其他文件格式的方法4. 结语通过本视频教程的学习，您将掌握使用Catia进行逆向工程的基本技能和工作流程。
2024版CATIA基本进阶培训教材课件pptx[1]
![2024版CATIA基本进阶培训教材课件pptx[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/a1036f7a82c4bb4cf7ec4afe04a1b0717fd5b3a6.png)
2024/1/29
1
目录
2024/1/29
• CATIA软件概述 • CATIA基本操作 • 零件设计基础 • 装配设计基础 • 工程图设计基础 • CATIA高级功能介绍
2
01
CATIA软件概述
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3
CATIA软件背景
2024/1/29
01
基本曲面创建
学习使用拉伸、旋转、扫描、放样等方法创 建基本曲面。
曲面编辑与修改
掌握曲面修剪、延伸、倒角、圆角等编辑工 具，实现复杂曲面设计。
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曲面分析工具
了解曲面分析工具的使用方法，如曲率分析、 连续性检查等，确保曲面质量。
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04
装配设计基础
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装配文件创建与管理
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零部件约束与定位
添加约束
使用“约束”工具栏中的工具，可以为零部件添加各 种约束，如固定、同轴、平行、垂直等。
定位零部件
通过移动、旋转和缩放工具来精确定位零部件在装配 中的位置。
解决约束冲突
当添加的约束之间存在冲突时，CATIA会提供解决冲 突的建议或自动解决冲突。
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装配动画与仿真
创建基本视图
了解如何创建基本视图，如主视图、俯视图、 左视图等，并掌握视图之间的对齐和关联技巧。
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创建辅助视图
学习如何创建辅助视图，如局部放大图、剖视图、断 面图等，以便更好地表达设计意图。
编辑视图属性
掌握如何编辑视图的属性，如比例、显示样式、 线条粗细等，以提高图纸的可读性和美观度。
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CATIA_点云逆向 逆向工程最全面讲解
点击此命令
进入草图，拟合断面线
2.观察特征，先铺平面（方法二）
进入草图，拟合断面线
拟合时忽 略小特征
2.观察特征，先铺平面（方法二）
再砍断面线，找出拉伸方向
2.观察特征，先铺平面（方法二）
再砍断面线，找出拉伸方向
2.观察特征，先铺平面（方法二）
6.边界倒角
用 命令进行边界倒角
完成
CATIA V5 培训教 材CATIA点云逆向
1.导入点云
用 导入点云
2.观察特征，先铺平面
进入 （QSR) 模块，用 命令选取点云（方法一）
2.观察特征，先铺平面
点确定，再使用 命令生成面
移动箭头和圆圈可以改 变面的大小与方位
2.观察特征，先铺平面
使用 命令，修剪面
2.观察特征，先铺平面（方法二）
使用 命令，拉伸出面
2.缝合，修剪边界
使用 命令，缝合面
2.缝合，修剪边界
使用 命令，缝合面
2.缝合，修剪边界
修剪面边界
3.倒角（先支后主）
用 命令进行倒角
4.完成其它特征
用 命令做加强筋
4.完成其它特征
用 命令做加强筋
4.完成其它特征
用 命令做加强筋
4.完成其它特征
完成
5.进入草图打孔
CATIA逆向设计方法
2.3.3.
修剪曲面
同 样 ， 在 做 好 两 个 或 多 个 曲 面 以 后 ， 就 可 以 用 Insert
/Operations/Split
剪切曲面。
2.3.4.
重建圆角
创建囿角特征，所建囿角也应尽量贴合点云。
2.4. 典型方法 3 此方法主要针对以全曲面为主、外形复杂的模型。
2.4.1.
3. CATIA 逆向中应注意的问题
3.1. 误差问题
对于车身覆盖件，考虑到在冲压后的回弹以及拆卸时的变 形，在曲面重建时应从整车装配工艺出发在保证曲面质量的 前提下，要充分考虑零件之间的配合面问题，确保间隙和段 差在合理公差允许的范围内，并且均匀一致。如果只追求完 全忠实于零件，零件的制造误差和缺陷会丌断带到建模中， 从而导致逆向零件装配的丌良。 3.2. 曲面重构问题 对于零件细小的结构可稍后考虑，先构建较大的面。大面可 以分块，面不面之间可以用 blend 或者 QSR 模块中的 powerfit 方式连接。对曲率变化较小或者变化均匀的曲面， 可将它当作一张曲面来构建。对于曲率变化丌是很大的地 方，直接由特征线建面(如用拉伸、扫掠和放样等功能)的精 度比用 powerfit 更高。
4. 结语
基于 CATIA 的逆向建模技术已开始应用到新产品的开发、旧 零件的还原和产品的检测中，它丌仅还原实物原型，而且还 能在此基础上迚行设计修改，制造出新产品。
Creation/PowerFit 做出曲面。
2.2.3.
扩展曲面
一般情冴下，由于网格的局限，由 PowerFit 出来的曲面还 丌够大，需要用 Insert /Operations/Extrapolat 扩展。 对此面
2.2.4.
修剪曲面
(CATIA逆向设计基础)第4章自由曲面设计模块
03 Catia自由曲面设计模块 介绍
Catia的自由曲面设计工具
Catia的自由曲面设计工具提供了强大的建模能力，可以创建复杂的曲面和形状，满 足各种设计需求。
该工具集成了多种建模技术，如曲线、曲面和实体建模，使得用户能够灵活地创建 和编辑自由曲面。
用户可以通过交互式界面轻松地调整曲面的形状和参数，实现高效的设计和修改。
曲面质量评估与优化
Catia提供了曲面质量评估工具，可以帮助用户检 查曲面的连续性、几何误差和其他质量指标。
通过分析曲面的质量，用户可以识别和解决潜在 的问题，提高曲面的准确性和美观度。
优化工具可以帮助用户改善曲面的形状、光顺性 和其他属性，提高设计效率和质量。
曲面数据的管理与导
Catia提供了强大的数据管理 功能，允许用户组织和存储曲 面数据，方便后续的编辑和引
Catia软件将进一步集成更 多的设计和分析工具，以 提供更全面的解决方案。
智能化
借助人工智能和机器学习 技术，Catia软件将实现智 能化的设计和优化，提高 设计效率和质量。
云化
Catia软件将加强与云计算 的结合，实现数据共享、 远程协作等功能，提升用 户体验和工作效率。
自由曲面设计的未来应用场景
Catia的自由曲面设计模块提供了多种曲线和曲面的创建、编 辑和分析工具，支持设计师进行复杂曲面造型和优化。同时 ，Catia还支持与其他CAD软件的集成，方便设计师进行数据 交换和协同工作。
02 自由曲面设计基础
曲面几何基础
曲面的定义
曲面是一组点在三维空间中的集合，这些点由连续的参数 曲线定义。曲面可以由一个或多个参数方程表示，其中参 数可以是二维平面上的一个点或角度。
编辑曲面
编辑曲面包括调整曲面的形状、修改曲面的参数方程、分割曲面等操作。 在Catia中，可以使用多种工具来编辑曲面，如移动、旋转、缩放等。
CATIA逆向建模操作流程及注意事项
Y
(11)样件特征分级
N
(24)完成保存，并组织数模评审。
(12)网络化实体显示
Y
N
(25) 输出冻结数模和《设计记录跟踪单》 (13)提取特征
一、逆向设计流程方法 1.1 校正坐标： 1.1.1 根据零部件的具体情况，分析零部件的定位基准（关键孔位、关键线、关键面） 。 1.1.2 确定基准后制定坐标，并和整车坐标系进行对比、分析、判断。 1.1.3 若一致，进行流程的下道工序；若不一致，对其坐标进行校正操作。 1.1.4 校正坐标的方法如下： ①零部件上找出定位基准元素（定位点、定位线、定位面） 。 定位点：单个点、圆心、球心、直线中点等； 定位线：直线、圆柱中心线、圆锥中心线、平面法向线等； 定位面：平面、基准平面、法平面等。 ②找出的基准元素必须能确定一个坐标系即能限定直角坐标系的六个自由度。然后，利用找出的 基准元素建立坐标系。 ③利用 CATIA 点云校正合并功能校正坐标。然后，对结果进行检查，如果不满意，重复进行以上三 步操作，直至满意为止。 1.2 分析点云、去除杂点。 1.2.1 观察对齐的点云，与样件或实物进行比较。如果还没有完全反映必需的特征，那只能重新扫描样 件。 1.2.2 若点云太密，电脑显示太慢，可以设置点云的显示稠密程度。当样件点云周围杂点太多，可以用 CATIA 点云移除 来去除杂点。
图 2.1 后主减速器总成 图 2.2 前制动器总成 图 2.3 轮毂单元 � 绘制数模应尽量选取较大的加工面、配合面、轴承位或较关键的部位作为绘图基准，单个零件尽量 在整车坐标下构建模型； 例：
轴承位 较大配合面
图 2.4 后主减速器壳 � 在进行逆向设计时，要领会原设计者的意图，不能完全依赖点云。要基于正向设计的判断。哪些地 方是自由曲面？哪些地方是圆弧面、锥面、回旋面、平面； 例：
CATIA逆向设计基础-自由曲面设计模块
5 转换
Converter Wizard
6 复制几何参数
Copy Geometric Parameters
4.3.2 形状修改
对称
扩展 Extend
控制点
单边匹配 Match Surface
全局变形 Global Deformation
外形拟合 Fit to Geometry
4.3.2 形状修改
4.1 曲线创建
曲线投影
4.1 曲线创建
曲线圆角匹配 （基本不用）
曲线匹配（Match Curve）命令可按照定义的连续性，在空间上将一条 曲线连接到另一条曲线上。
4.2 曲面创建（重点）
自由曲面工作台为用户提供了多种曲线创建方法
网状曲面 样式扫略
直线—曲率半径无穷大，曲率为0mm-1； 圆—曲率半径即圆的半径，曲率为半径
的倒数！（均匀一致）
01 Curvature analysis.CATPart
4.4.1 曲线的分析
曲线的连续性分析
G0—分析两曲线/曲面之间的 间隙；(0 mm) G1—分析两曲线/曲面之间的 相切情况；(0°) G2—分析曲线/曲面的曲率; (0，A级曲面应当达到的级别) G3—分析曲线/曲面曲率的变 化率；(0°)
G0：保持位置连续； G1：保持切线连续； G2：保持曲率连续； G3：保持曲率变化率连续。
10Styling R.CATPart
4.2 曲面创建
4.2.9样式圆角
无修剪
1修剪 G0
G2
4.2 曲面创建
• 4.2.10 网状曲面
11Net Surface.CATPart
11 Multi-sections surface.CATPart
2024版全新catia官方培训
其他领域应用实例
工业设计
CATIA可用于各种工业产品的设计，如家电、家具等，实现产品的 创新设计和快速原型制作。
建筑设计
利用CATIA进行建筑的三维建模和设计，提高建筑设计的质量和效 率。
机器人设计
通过CATIA进行机器人的三维建模和运动仿真，优化机器人结构和控 制算法。
CHAPTER 05
catia与其他CAD软件的比较 与集成
catia与UG的比较
01
曲面造型
catia在曲面造型方面功能强大，支持高级曲面设计和分析工具，而UG
在曲面造型方面也具有相似的功能。
02
钣金设计
catia提供了专业的钣金设计工具，支持钣金件的展开和折叠等操作，
而UG的钣金设计功能相对较弱。
03
定制化与二次开发
catia支持高度的定制化和二次开发，用户可以根据自己的需求进行定
CHAPTER 06
培训总结与展望
培训成果回顾
掌握了catia软件的基本操作和技能
通过本次培训，学员们熟练掌握了catia软件的基本操作和技能，包括建模、装配、工程图等 方面的知识。
完成了多个实践项目
在培训过程中，学员们通过完成多个实践项目，深入了解了catia软件在实际工作中的应用， 积累了宝贵的实践经验。
catia具有强大的建模、分析和 优化功能，支持多领域协同设 计和仿真
catia软件界面友好，操作便捷， 可大幅提高设计效率和质量
培训目标与内容
培训目标
使学员熟练掌握catia软件的基本操 作和高级功能，能够独立完成复杂 产品的设计和分析任务
培训内容
包括catia软件安装与配置、基础操 作、高级建模、装配设计、工程图 制作、钣金设计、模具设计、数控 编程等
catia数控加工逆向程序转换
基于CATIA的数控加工程序逆向转换软件的开发与应用单位: 哈尔滨飞机工业(集团)公司数控技术科姓名: 李薇张永岩基于CATIA数控加工程序逆向转换软件的开发与应用Development and application of Conversion software of NC program based on CATIA哈尔滨飞机工业(集团)公司李薇张永岩[摘要]:论述了利用CATIA软件进行数控编程时由专用数控代码程序向APT命令文件逆向转换的实现方法．[ABSTRACT]:This paper discusses the methods for converting oprietaryNC code into the APT file by using CATIA．Keywords: NC CATIA APT数控机床由于具有加工精度高、加工质量稳定可靠和生产效率高等特点而在机械制造领域中获得越来越广泛的应用．在使用数控机床的过程中,数控程序编制的时间及其检查效率是影响数控加工效率高低的重要因素之一．通常的数控加工模拟仿真主要有两种方法：一种是对刀位文件进行的模拟仿真，称为正向仿真；另一种是对数控程序代码进行的模拟仿真，称为逆向仿真．目前的CATIA数控模块只能进行正向仿真，其逆向转换是一个值得研究的课题．另一方面，在航空产品中由于结构件较多，在机床控制系统进行改造和不同机床系统间移植时，为节省生产周期，必然涉及到原有数控程序代码的重新利用问题．本文所论述的数控加工程序逆向转换,是指在保证数据意义对应的情况下,将机床专用的加工程序转换为工作站中CATIA软件数控功能所能识别的通用APT命令语言文件，利用CATIA的NCFILE、NCEDIT功能模块,可以进行数控加工过程模拟、数据浏览、数据修改、对数据进行整体或局部几何变换等操作.此外,在CATIA环境中，其aptsource刀位文件数据可直接按CATIA的基本图形元素处理，因此在某些情况下可利用逆向获得的图形数据进行再次数控编程，还可根据其结果文件利用后置处理器生成相应的机床加工程序，这一点在我公司的数控编程工作中已经得到了很好的验证.1 转换软件与CATIA的接口由于我们的开发初衷是数控代码的重利用,因此我们避开了进行模拟演示中图形图像处理方面庞杂的程序开发工作,而作为CAD/CAM主流软件的CATIA已经具备非常优秀的数控加工模拟演示模块,所以可以用来对逆向数据进行操作．值得注意的是 aptsource文件在CATIA环境中的管理有一些限制，如文件的命名以及三轴、多轴坐标系命名等细节，在转换过程中应该充分考虑这些问题．这种逆向转换与CATIA的接口可用如下结构示意图（图1）表示.从图1中我们可以看出,利用后置处理软件和逆向转换软件,使加工程序的生成﹑检验和不同机床系统间移植变得更加简单流畅．图2是CATIA环境下的模拟演示实例.（图1 ）.与CATIA的接口示意图Fig.1 Interface illustration of reserve conversion with CATIA software( 图 2 ).基于CATIA环境的走刀模拟实例Fig 2. Simulation demonstration of tool path based on CATIA environment2 数控加工程序和转换软件的内部结构数控程序是驱动数控机床完成加工任务所需信息的来源，一般应包含刀具运动类型信息、主轴转速信息、切削参数信息和冷却液开关信息等．这些信息是以功能代码（或称指令代码，即G代码、S代码、F代码、T代码、M代码等）的形式出现在数控程序中，并满足一定的使用格式和要求（包括同一信息段内的代码分类及分组、同组代码的优先级别等）．每种控制系统的实现方法的不同,增加了逆向转换的难度,特别是在圆弧插补功能的实现及多轴转角的矢量换算.本文讨论的对象为三轴﹑四轴﹑五轴普通数控铣床．一般情况下，后处理过程已将相应于机床的工艺信息和加工数据存贮到NC 程序中，我们所从事的工作就是将具体的加工指令转换为相应的APT代码信息，并形成与之对应的刀位文件．由于在CATIA环境中，APT刀位文件是ASCII格式，CLFILE文件是二进制格式，为简化数据结构和考虑到刀位文件的可读性，在此应用aptsource文件格式．3 普通数控铣床逆向转换功能的实现逆向转换软件的内部结构如下流程所示:( 图3 ).转换软件的内部结构Figure 3. The interior structure of the convertion software(1)各种辅助功能指令及刀具补偿指令的实现此类指令包括主轴转动﹑进给速度﹑半径补偿及取消﹑冷却液开启关闭等．一般这些指令的结果是唯一的,只要按照一一对应的关系并遵守一定的规则,即可得到相应的APT命令行．(2)换刀指令及刀具补偿寄存器的处理对于换刀指令,由于同一时刻无法将刀具编号及半径补偿寄存器都确定下来(否则将增加程序的复杂性,而且没有太大的价值),因此在不影响对应关系的情况下在遇到换刀指令时将单独输出刀具编号信息,而在补偿寄存器（长度或半径）发生变化时,再根据需要输出完整信息．如此可获得如下几种换刀语法结构:① LOADTL/,&TOOLCOML,&TOOLCOMR② LOADTL/&TOOLNO③ LOADTL/&TOOLNO,&TOOLCOML,&TOOLCOMR由于后置处理软件是根据字段结构获取相应信息．所以以上处理方式将不会影响换刀完成以及刀补指令的获取．（3）固定钻孔循环的处理固定循环中钻孔指令主要包括G80~G89，这些指令由加工程序转换为APT 格式数据时一般没有二义性．但是在CATIA的模拟仿真过程中无法将钻孔循环数据在模拟显示时解释为钻孔数据而只有点信息有效．所以模拟时无法看到钻孔时的真实效果,但为了转换数据的一致性,本次开发将部分机床的常用钻孔循环也转换过去．操作者可利用CATIA提供的浏览功能察看固定循环的各种信息，其主要实现如下:CYCLE/DRILL(DEEPHL,．etc),&TOTAL_DEEP,&CLEAR_TIP · · · · · · GOTO ………∶∶CYCLE/OFF其中TOTAL_DEEP为孔深度,CLEAR_TIP为安全高度,其它参数在此忽略．(4)线性插补指令的转换实现线性插补指令主要包括直线插补指令和圆弧插补指令,主要为G00 (快速点位运动)、G01(直线差补)、G02(顺时针圆弧插补)、G03(逆时针圆弧插补)．对于直线插补处理时只要找准其对应关系即可实现,相对较容易，而圆弧差补由于类型复杂，在转换为APT命令语言时将经过一定的分析处理．下面针对圆弧插补G02﹑G03指令的逆向转换所涉及到的内容作以讨论．圆弧指令的APT数据格式如下:I NDIV /Vx,Vy, VzTLON,GOFWD(CIRCLE /Xcp,Ycp,Zcp,radius),ON(LINE /Xcp, Ycp, Zcp,Xep,Yep,Zep)其中: Vx,Vy,Vz为运动方向的方向矢量分量．Xcp,Ycp,Zcp,Xep,Yep,Zep为各端点的坐标值．另外,如果圆弧起﹑终点重合时,则ON 后需包括如下信息…… ,ON,2,INTOF,$ ……INDIV命令使轨迹沿着中心点在一圆弧上运动到由LINE命令定义的终点上,圆弧插补运动的起始运动方向由一垂直矢量定义(为单位矢量)．此矢量的起始点与圆弧相切．X,Y,Z三向的矢量分量输出到INDIV之后．在加工程序中与圆弧有关的信息有如下几个:①圆弧起点坐标值②圆弧终点坐标值③圆心坐标值．要通过这三个数值计算出Vx,Vy,Vz时开发的关键,其算法如下:如图4:A(x1,y1) 为起点坐标,B(x2,y2)为终点坐标为中心坐标．起点切矢方向上某一点C(x3,y3)．令r1=(0,0,1)为Z正向单位矢量．Fig 4 Vector relation about circular当判断为G02顺时针旋转时(符合右手向量差积律)则:式中i，j，k表示单位矢量在坐标轴上的矢量分量.当判断为G03时为逆时针旋转,则可知与G02相比公式中只差一个负号．由此C(x3,y3)求出,通过C点坐标与A点坐标结合即可算出Vx,Vy,Vz．(5).关于多轴加工中角度与矢量的换算在APT命令语言中关于点位的数据信息可用如下格式表示：POINT / x , y, z , Vx, Vy, Vz一般多轴加工转动轴为A,B,C．下面用A﹑C为例说明转角与矢量的关系(FIDIA系统)．设某一机床转角状态为A,C．对应矢量为(Vx,Vy,Vz),A﹑C转角初始平面为X=0平面．A﹑C逆时针为正角,顺时针为负角．( 图 5).五轴矢量关系图则| Vx | = | SinA*SinC | Fig 5 5 axes vector relation graph | Vy | = |SinA*CosC || Vz | = | CosA |4 结束语按上述方法,在UNIX工作站中利用ANSI C语言基本实现逆向转换功能，为CATIA数控编程的仿真功能提供了与加工代码程序之间的接口，为加工程序的校验提供了有用工具，在我厂Y12Ⅳ型机关键产品数控编程应用中发挥了作用,同时使软件的使用价值和可靠性得到了进一步的验证．。
教你如何做CATIA逆向
11
建立 3D 曲線 (1/3)
定義建立的形式: 通過點 控制點 最近點
將點拘束至指定的座標值
移除點
增加點
當使用最近點時,定義順滑的精確度
當使用最近點時,定義曲線的數目
在點群上選取點
Copyright DASSAULT SYSTEMES 2002
12
建立 3D 曲線 (2/3)
當選取的點為另一曲線上的位 置時可直接調整其位置.
定義在點的位置上保持相切
Copyright DASSAULT SYSTEMES 2002
13
建立 3D 曲線 (3/3)
使用綠色圓弧定義相切方向
與鄰接的曲線維持曲率相切
Copyright DASSAULT SYSTEMES 2002
14
修剪未相交的曲線
選取欲修剪的曲線
定義兩曲線間視為相交的最大距離
自動判斷曲面的形式
建立後的誤差比對
Copyright DASSAULT SYSTEMES 2002
18
建立基準曲面 (2/3)
指定曲面的形式
定義特徵的資訊
平面時定義平面方向
平面時定義平面的大小
Copyright DASSAULT SYSTEMES 2002
19
建立基準曲面 (3/3)
建立之後編輯特徵只保留需要 的部分
定義曲線的精準度
定義每一條曲線的階數
定義每一條曲線的最大階數
定義曲線自動分割的角度
手動定義點群分割的位置 開啟曲率分析顯示
Copyright DASSAULT SYSTEMES 2002
10
從點群建立曲線(2/2)
移除分割點
定義曲線是否通過額外的點
CATIA官方培训资料(2024)
2024/1/30
1
2024/1/30
目录
• CATIA软件简介 • 草图设计功能详解 • 零件建模与装配设计 • 工程图生成与标注规范 • 曲面造型和钣金设计 • 模具设计与数控编程 • 渲染与可视化展示技巧 • 数据管理与协同工作环境
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01
CATIA软件简介
2024/1/30
圆弧工具
使用圆弧工具可以绘制圆弧， 通过指定起点、终点和半径来
确定圆弧的位置和形状。
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尺寸约束与修改技巧
尺寸约束
在草图中添加尺寸约束可以控制草图的形状和大小，如水平、垂直、角度、距 离等约束。
修改技巧
通过修改尺寸约束的值，可以实时调整草图的形状和大小，以满足设计要求。 同时，还可以使用“镜像”、“阵列”等命令快速生成复杂的草图结构。
2024/1/30
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复杂草图绘制实例
实例一
绘制一个带有倒角和圆角的复杂零件 草图，包括直线、圆弧、倒角和圆角 等元素的综合应用。
实例三
绘制一个具有对称性的复杂草图，展 示如何使用镜像和阵列等命令来提高 绘图效率。
实例二
绘制一个由多个不规则图形组成的复 杂草图，展示如何使用基本绘图工具 和修改技巧来完成复杂草图的绘制。
化设计概念。
02
2024/1/30
CATIA具有强大的曲面 设计能力，支持复杂形
状的设计和制造。
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4
应用领域与行业现状
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04
航空航天
CATIA在航空航天领域应用广 泛，如飞机、发动机等复杂产
品设计。
汽车工业
CATIA在汽车设计、制造和仿 真等方面有重要应用。
CATIA_逆向详解
目录第一章逆向工程系统1.1 逆向工程定义1.2 逆向工程应用1.3 逆向工程系统1.3.1 逆向工程系统框架组成1.3.2 产品实物集合外形的数字化子系统1.3.3 三维CAD模型的重建子系统1.3.4 产品或模具的制造1.4 本书结构安排第二章 CATIA逆向工程建模基础2.1 概述2.2 CATIA曲线曲面基础2.2.1 曲线2.2.2 曲面2.3 CATIA曲面的逆向重构2.3.1 由曲线构造曲面的方法2.3.2 由曲面派生曲面的方法2.4 CATIA曲线，曲面的光顺评价和处理2.4.1 参数曲线的几何连续性定义2.4.2 参数曲面的几何连续性定义2.4.3 工程实际中曲线，曲面光顺性评价和分析2.5 CATIA逆向工程建模基本流程2.5.1 CATIA逆向工程流程－几何形状造型点云2.5.2 CATIA逆向工程流程－自由曲面造型点云2.5.3 CATIA逆向工程的特点2.6 CATIA用于逆向工程的主要模块功能简介2.6.1 DSE数字编辑器模块2.6.2 QSR快速曲面重构模块2.6.3 GSD通用曲面造型模块第三章数字曲面编辑器3.1 进入数字曲面编辑器3.2 数字曲面编辑器功能简介3.3 点云数据的导入导出3.3.1 点云数据的导入3.3.2 点云数据的导出3.4 编辑点云3.4.1 激活点云3.4.2 移除点云3.4.3 过滤点云3.4.4 特征线保护3.5 点云的合并3.5.1 点云的合并3.5.2 网格面合并3.5.3 点云与网格面的分割3.5.4 网格面的分割与修剪3.6 点云的对其与定位3.6.1 使用罗盘对齐3.6.2 使用约束对齐3.6.3 使用对准球对齐3.6.4 使用点云对齐3.6.5 平移校正3.7 铺面，补洞3.7.1 铺面3.7.2 偏移3.7.3 重组边线3.7.4 平滑网格3.7.5 清理网格3.7.6 补洞3.7.7 删减网格3.8 创建交线3.8.1 曲线投影3.8.2 截面线3.8.3 点云交线3.8.4 创建自由边线3.9 创建曲线3.9.1 3D曲线3.9.2 交线曲线3.10 点云分析3.10.1 点云信息3.10.2 距离分析第四章快速曲面重构模块4.1 进入快速曲面重构模块4.2 快速曲面模块功能简介4.3 点云编辑4.4 创建交线4.5 创建曲线4.6 创建轮廓4.6.1 创建规则轮廓4.6.2 网格曲线4.7 点云与曲线操作4.7.1 曲线曲面的拼合4.7.2 曲面的延伸4.7.3 曲线曲面的切割与修剪4.7.4 曲线切片4.7.5 调整节点4.7.6 干净轮廓切割4.7.7 边界倒角4.8 划分点云4.8.1 根据曲率划分4.8.2 根据斜率方向划分4.9 创建曲面4.9.1 基本曲面辨识4.9.2 拟合自由曲面4.9.3 放样曲面4.9.4 网格曲面第五章创成式曲面造型模块5.1 模块的进入及功能简介5.2 草图5.2.1 进入草图工作台5.2.2 草图命令简介5.3 曲线架构5.3.1 点5.3.2 多重点5.3.3 极值5.3.4 直线5.3.5 平面5.3.6 投影5.3.7 组合5.3.8 反射线5.3.9 相交5.3.10 平行线5.3.11 3D曲线偏移5.3.12 圆，圆弧5.3.13 corner倒圆5.3.14 connect curve连接曲线5.3.15 conic圆锥曲线5.3.16 spline样条曲线5.3.17 helix螺旋曲线5.3.18 spine脊柱线5.4 曲面架构5.4.1 拉伸曲面5.4.2 旋转曲面5.4.3 球5.4.4 圆柱面5.4.5 偏移曲面5.4.6 扫描曲面5.4.7 填充曲面5.4.8 放样曲面5.4.9 混合曲面5.5 曲线，曲面处理5.5.1 连接5.5.2 修复功能5.5.3 恢复曲面5.5.4 分解5.5.5 分割5.5.6 修剪5.5.7 边界线5.5.8 提取几何形状5.5.9 平移5.5.10 选装5.5.11 对称5.5.12 缩放5.5.13 仿射5.5.14 坐标系变化5.5.15 外推曲线5.5.16 外推曲面5.5.17 改变取向5.6 约束5.6.1 一般约束5.6.2 以对话框方式定义约束条件5.7 分析5.7.1 连接性检查5.7.2 曲线连接性检查5.7.3 锥度分析5.7.4 分布线曲率分析5.8 基于曲面的实体特征生程5.8.1 拉伸体5.8.2 旋转体5.8.3 增厚成体5.8.4 封闭曲面成体第六章 CATIA使用技巧及设计范例6.1 点云预处理范例6.1.1 点云预处理6.1.2 小结6.2 瓶子范例6.2.1 创建交线6.2.2 创建曲线6.2.3 创建曲面6.2.4 小结6.3 马鞍曲面范例6.3.1 点云预处理6.3.2 创建曲线6.3.3 创建曲面6.3.4 小结6.4 车座范例6.4.1 创建曲线6.4.2 铺置曲面6.4.3 生程实体6.4.4 小结6.5 盒子逆向范例6.5.1 三角网格化点云6.5.2 铺面6.5.3 倒圆角操作6.5.4 小结6.6 汽车内饰件范例6.6.1 三角网格化点云6.6.2 曲面划分6.6.3 顶部曲面6.6.4 前部曲面6.6.5 底部及环形曲面6.6.6 修剪6.6.7 侧部曲面6.6.8 沟槽曲面6.6.9 爪扣6.6.10 凹台6.6.11 小结第一章逆向工程系统CAD：computer aided designRP：rapid prototyping快速成型系统CAM：computer aided manufacturePDM：procduct data management1.1 逆向工程定义反求工程，反向工程1.2 逆向工程应用A对产品外形的美学有特别要求的领域B需要通过实验测试才能定型的工件模型C没有设计图纸或者设计图纸不完整D需要反复修改原始设计模具E很难用基本几何形状来表现与定义F新产品开发，创新设计G破损文物，艺术品修复，损坏零件的供应H服装，头盔的制造要与使用这身体为原始设计依据I RPM1.3 逆向工程系统1.3.1 逆向工程系统框架组成1.3.2 产品实物集合外形的数字化子系统STL格式：StereoLithography interface specification快速成型机常用格式，有ASCII 码和二进制两种形式，共定点规则，每一个小三角形与相邻的小三角形共用两个定点；取向规则，用小三角形平面中的定点排序来确定内表面或外表面，反时针的定点排序是外表面，右手法则取值规则，每个小三角形平面的定点坐标值必须是正数大量的数据冗余，存在空洞，裂缝，边重叠，面重叠，悬边，悬面，法向量不正确等Ibl格式：Pro/E专门用于逆向的格式，简单的ASCII格式1.3.3 三维CAD模型的重建子系统几何实体，点，直线，圆弧，样条曲线，曲面等描述实体：尺寸标注，绘图说明等结构实体：结合项，图组，特性等以ASCII码记录长度为80个字符的顺序文件元素边界模糊，数据交换不稳定STEP格式：Standard for the Exchange of product model data 不足：所有数据都是静态的，没有过程信息，产品的语意表达不足没有产品的参数化模型对特征之间以及特征与产品模型间的关系没有做具体约定特征的轮廓和形状，大部分是规则形状DXF格式Parasolid格式：包括点，边界，片，环，面，壳体，区域，体1.3.4 产品或模具的制造1.4 本书结构安排第二章 CATIA逆向工程建模基础2.1 概述曲面型面数据散乱，曲面对象边界和形状及其复杂不是简单地由一张曲面构成，由多张曲面延伸，过渡，裁减构成，因而要分块多视拼合问题2.2 CATIA曲线曲面基础2.2.1 曲线方向：放样曲面对曲线的方向非常重要，方向箭头在沿曲线长度的3/4出显示出来节点：连线上两个跨度相连接的位置段：附属在曲线节点处的圆弧部分起始点和终点：开放时是两个点，封闭时是一个点控制点：小区域内影响及约束曲线形状的数学上的点，太多会产生褶皱，太少无法显示形状阶次：确定曲线的外形，曲线一般是4价，CATIA最多可用22价，直线是2价，圆弧或圆是3价参数间的相互关系：控制点数＝内部节点数＋自由度＋1阶次＝自由度＋1内部节点数＝段数－1控制点数＝内部节点数＋阶次＝段数－1＋阶次控制点的分布：均匀分布，用于平滑曲线非均匀分布，高曲率地方多用控制点2.2.2 曲面法线：曲面有一个法线方向，正方向为曲面颜色，负方向为灰色节点和跨度：曲面由曲线创建时，曲面有与曲线一样的节点和跨度控制点：与曲线类似阶次：平面是2阶曲面，球体是3阶曲面，其他曲面大多是4阶U和V的方向：每个NURBS曲面都有四条边，在两条边之间相互垂直的地方被分为U、V方向，UV方向都有阶次，CATIA最多可用16×16阶次，一般平面2×2阶次，曲面最好不要超多6×6阶次，多了不容易控制2.3 CATIA曲面的逆向重构重构过程：曲面分割－选择合适的造型方法生成曲面－曲面质量评价（精度、光顺性）－曲面裁减、生成外表面－外表面光顺性评价曲面造型的两种方法：曲线构造曲面、曲面派生曲面2.3.1 由曲线构造曲面的方法旋转曲面、线性拉伸面、直纹面、扫描面网格曲面：单向网格：由一组平行或者近似平行的曲线构成双向网格：由一组横向曲线和一组与它相交的纵向曲线构成边界曲面：四条边构成的封闭曲面填充曲面：N条边包围形成曲面2.3.2 由曲面派生曲面的方法等半径倒圆曲面、变半径倒圆曲面、等厚度偏移曲面、变厚度偏移曲面、桥接曲面、延伸曲面、修剪曲面、拓扑连接曲面2.4.1 参数曲线的几何连续性定义两种度量：函数曲线的可微性，具有n阶连续导矢，其光顺性称为Cn参数连续性几何连续性，用Gn表示两曲线段相连，只要在连接点有相同的切线方向就认为是光滑的C0和G0相同，有公共连接点，位置连续G1：在公共连接处具有公共的单位切矢（弧长的一阶导矢）G2：在公共连接处具有公共的曲率矢（弧长的二阶导矢）2.4.2 参数曲面的几何连续性定义G0和C0：曲面具有公共连接线G1：切平面连续性，当且仅当两曲面沿它们的公共连接线，处处具有公共切平面或公共曲面法线时G2：曲率连续，沿公共连接线，处处在所有方向都具有公共的法曲率2.4.3 工程实际中曲线，曲面光顺性评价和分析2.4.3.1 曲线的光顺性评价曲率梳G0-位置连续：端点重合，连接处的切线方向和曲率均不一致G1-切线连续：在连接处切线方向一致（倒角工具过渡面均属于这种，因为圆周与表面的切点间的一部分作为倒角的轮廓线，圆的曲率是固定的，故产生G1）G2-曲率连续：即曲率相同，在相交处梳子的齿长和方向都一致，但梳子线可以不连续2.4.3.2 曲面的光顺性评价高斯曲率、截面曲率、切矢、双向曲率、法向矢量反射线法：显示一线性光源由某一特定方向反射在曲面上的反射曲线，与视点有关高光线法：简化的反射线法，取消了视点等照度法：由曲面上具有相同光照度的点的集合所形成的曲线，检查曲面的连续性焦点曲面法：检查曲面的连续性和凹凸性等G0：连接处毫不相干G1：连接处是相连的，一个面到另一个面会发生很大的形变，相接的地方产生尖锐的拐角G2：连接处有一个过渡，不会产生尖锐的拐角产生曲面不光顺的主要原因：组成曲面的曲线不光顺组成曲面的曲线不合理曲面造型方法不合适2.5 CATIA逆向工程建模基本流程产品设计的要求：数学模型的精度误差满足用户可交付的要求曲面内在的质量要求：连续性，光顺性曲面连续过渡的要求：尖角过渡曲面的流程路径要求曲面或局部协调性和对局部特征分界的合理性工程制造标准的要求模具拔模的工程制造符合性要求设计、质量和验证审核的可行性一般过程：点云－特征线－面－实体2.5.1 CATIA逆向工程流程－几何形状造型点云点云格式：ASII，STL，IGS，IGES等输入点云（DES模块导入）－点云数据的预处理，生成或构制3D曲线线框（DSE）－由3D 线框生成3D曲面（GSD和FS）－形成实体（part design）2.5.2 CATIA逆向工程流程－自由曲面造型点云导入点云－3D轮廓线框－QSR成曲面－part design成实体2.5.3 CATIA逆向工程的特点点和点云数据处理的高效率可以构建class A曲面（FS和automotive class A）可以根据需要快速构建calss B曲面（QSR）GSD曲面功能强大，并可进行可行性分析多样化检测工具（曲率分析，连续分析，距离分析）三角网格曲面直接进行3轴加工（SMG）以DMU SPA对数位模型进行空间干涉检测2.6 CATIA用于逆向工程的主要模块功能简介DSE（Digitized shape editor数字编辑器）SQR（Quick surface reconstruction快速曲面重构）GSD（Geverative shape design通用曲面造型）FS（Freestyle自由曲面造型）2.6.1 DSE数字编辑器模块导入点或者点云数据预处理点云数据：过滤，删减，空洞修补，对齐，合并点云三角面片网格化点云剖面生成扫描线（Scan line）由扫描线生成特征线或线框误差检测点资料的整理，为曲面重构做准备三角网格曲面划分后可直接进行3轴加工或快速成型点云与重构的曲面做误差检测和控制三角网格曲面划分后可直接进行DMU空间分析检测2.6.2 QSR快速曲面重构模块重构可编辑的高精度曲面划分三角网格面片提取适用的曲面区域以特征边界与局部点云重构自由曲面区域辨别及重构基本几何曲面：平面，球面，圆柱面等品质检测及误差分析2.6.3 GSD通用曲面造型模块根据做好的特征线或线框，结合产品结构，构造曲面对部分细节优化裁减，合并并生成高品质曲面误差检测第三章数字曲面编辑器3.1 进入数字曲面编辑器3.2 数字曲面编辑器功能简介导入点云，清理点云，三角网格化点云，作点云剖面提取曲线，提取特征线，点云质量分析3.3 点云数据的导入导出支持的格式：CGO，ASCI，Atos，Iges，Stl3.3.1 点云数据的导入对话框Format：选择格式Selected file：选择点云文件Statistics：显示点云信息Sampling（％）：设置取样比例，即加载的点数占原来点总数的比例Scale factor：交线尺寸的比例File Unit：导入点数据的单位Grouped：一次选择多个点云，选中时，表示自动合并称为单一点云3.3.2 点云数据的导出3.4 编辑点云激活，过滤，移除等操作3.4.1 激活点云直接选择点云或者圈选点云来选择点云的部分区域作为工作区域对话框选择要编辑的点云－选择Mode－选择Level－选择Trap Type－选择Selected Part Active All：激活该点云的所有点Swap：反向选择Mode中：Pick时，Level全部激活，Trap Type和Selected Type不可用Trap时，Level不可用，Trap Type和Selected Type激活Brush时，Trap Type中（选择的方式）：Selected part中：Inside Trap：框选内Valid Trap：可取消该次选择，重新选择该点云激活非激活的点云可以再用激活来恢复3.4.2 移除点云对话框跟激活点云一样移除后点云不能恢复3.4.3 过滤点云数据太庞大，无需如此多的点曲率大的地方多用点对话框Reset：重新过滤Homogeneous：数值为圆球半径，球内的点被过滤，球上的点保留Adaptative：根据点与点之间的玄偏量差量，把某偏差量以内的点都过滤掉，数值越大代表容许的偏差越大，过滤的点越多。
CATIA逆向设计基础培训-李永卫
② 数据模型不件）以及加工制造
手段的多样性，很难有一种适应上述不用手段的集成逆向工程系统。
1.3.1 逆向工程系统框架组成
逆向工程的思想最初是来自从油泥模型到产品实物的设计过程。除此之 外，目前基于实物的逆向工程应用最广的还是进行产品复制和仿制， 尤其是产品的外观设计，因为不涉及复杂的动力学分析、材料、加工 热处理等技术难题，相对容易实现。目前基于CAD/CAM系统的梳子扫 描技术为实物逆向工程提供了有力的支持，在完成数字化扫描、实物 的3D模型重建之后，通过NC加工就能快速的制造出模具，最终得到所 需的产品。这个过程已成为我国沿海地区许多家用电器、玩具、摩托 车等产品企业的产品开发及生产模式，但这只是对海外产品的简单复 制和仿制，只是简单的照抄和照搬，从严格意义上来说，这不等于逆 向工程。
随着计算机辅助几何设计的理论和技术的发展和应用，以及 CAD/CAM/CAE集成系统的开发和商业化，产品实物的逆向设计首先通 过测量扫描以及各种先进的数据处理手段获得产品实物信息，然后充 分利用成熟的CAD/CAM技术，快速、准确的建立实体几何模型，在工 程分析的基础上，数控加工出产品模具，最后制成产品，实现从产品 或模型——设计——产品的整个生产流程。
➢ 很多物品很难用进本几何形状来表现与定义，例如流线型产品、艺术浮 雕及不规则线条等，如果利用通用CAD软件，以正向设计的方式来重建这 些物体的CAD模型，在功能、速度和精度方面都将异常困难。在这种场合 下，必须引入逆向工程，以加速产品设计，降低开发的难度。
1.2 逆向工程应用
➢ 逆向工程在新产品开发、创新设计上同样具有相当高的应用价值。为了 研究上的需求，许多大企业也会运用逆向工程协助产品研究。如韩国现代 汽车在发展汽车工业制造技术全测试在内的各种测试研究，协助现代的汽 车设计师了解日系车辆的设计意图。这是一个基于逆向工程的典型设计过 程：利用逆向工程技术，可以直接在已有的国内外先进产品基础上，进行 结构性能分析、设计模型重构、再设计优化与制造，吸收并改进国内外先 进的产品和技术，极大的缩短产品开发周期，迅速占领市场。
CATIA逆向实例教程材料
点云质量会影响精度
设计要求：
首先要认真分析点云和样件，切忌把样件的制造缺陷和点云扫 描偏差带入逆向设计零件中去。 1、关键尺寸要圆整； ①精度要求。根据设计精度对逆向尺寸圆整。如果设计精度为 0.01mm，圆整尺寸也应精确到0.01mm； ②功能孔位及基准孔位要圆整。孔径及坐标，一般设计为整数； ③定位尺寸圆整。如定位孔、定位面坐标，此类尺寸一般设计 为整数，制作时可根据情况充分考虑。 2、有拔模角度要求的零部件，逆向要满足零部件工艺要求。
——提高三角化质量
一般为0.8~1
过滤前
后确认
先数据导入 过滤后
一般针对散乱点云
注意：此命令不可恢复
3、点云三角化
特征更直观
一般为 3~5mm， 根据情况 可微调
后确认
先数据导入
切换模块,进入QSR
4、铺面 逆向精度：
（1）车身硬点，如配合面、安装基准面、功能面、定位孔、特征线 等尺寸精度要求较高的点线面，点云与零件重构曲面的偏差控制在 ±0.5 ㎜之内； （2）结构面，过渡面，工艺面，过渡线等尺寸精度要求一般的点线 面，误差范围在 ±1 ㎜ 内； （3）过孔，工艺孔，加强筋边界等尺寸精度要求不高的点线面，误 差范围为±2 ㎜ 。
车身结构件
反复
规则曲面
根 据 分 析 选 定 曲 面 模 式
整体点云激活
观察铺 面情况
开始下一型面
5、GSD正向设计
先前制作的面有问题时，对面进行修正
特征编辑、翻边、搭接面、切边、导角、 开孔
要结合点云
6、数据检查
1）型面精度检查 检查逆向好的数模与点云的偏差值，看是否符合精度要求； 2）特征检查 检查特征有无丢失，特征偏差是否符合项目精度要求； 3）孔径孔位检查 核对孔径是否准确，孔位之间的尺寸要求，以及圆整情况； 4）工艺检查 检查拔模角或冲压角，是否存在负角；检查工艺圆角。
CATIA_点云逆向 逆向工程最全面讲解
2.观察特征，先铺平面（方法二）
❖ 再砍断面线，找出拉伸方向
a
10
2.观察特征，先铺平面（方法二）
❖ 使用 命令，拉伸出面
a
11
2.缝合，修剪边界
❖ 使用 命令，缝合面
a
12
2.缝合，修剪边界
❖ 使用 命令，缝合面
a
13
2.缝合，修剪边界
❖ 修剪面边界
a
14
3.倒角（先支后主）
❖ 用 命令进行倒角
a
15
4.完成其它特征
❖ 用 命令做加强筋
a16Βιβλιοθήκη 4.完成其它特征❖用
命令做加强筋
a
17
4.完成其它特征
❖用
命令做加强筋
a
18
4.完成其它特征
❖ 完成
a
19
5.进入草图打孔
a
20
6.边界倒角
❖ 用 命令进行边界倒角
a
21
完成
a
22
a
5
2.观察特征，先铺平面（方法二）
❖ 使用 命令，砍断面线
点击此命令 可直接生成 线
a
6
2.观察特征，先铺平面（方法二）
❖ 进入草图，拟合断面线
a
7
2.观察特征，先铺平面（方法二）
❖ 进入草图，拟合断面线
拟合时忽 略小特征
a
8
2.观察特征，先铺平面（方法二）
❖ 再砍断面线，找出拉伸方向
a
9
CATIA V5 培训教 材CATIA点云逆向
a
1
1.导入点云
❖ 用 导入点云
a
2
2.观察特征，先铺平面
CATIA逆向教程
具体操作
1、导入点云
1、点导入 点云
2、点此寻 找硬盘上 点云文件
3、点 UPDATE 更新
4、APPLY 后OK确定。
具体操作
2、点云操作
通常有很多状况下点云是不在我们要的位置上的，因此我们需要将点云移动 到预定车身位置上,例如A0项目我们扫描了两个点云，一个是整车点云，一个 到预定车身位置上,例如A0项目我们扫描了两个点云，一个是整车点云，一个 是单件点云，整车点云由于有很多地方被遮挡单件有很多地方不能完全扫描， 我们将扫描下的单件点云移动到整车点云上，方便以后操作。
图中所示为软件 计算出的分模线 按OK后点云在分 模线处分成两部 分。我们可以隐 藏一部分，操作 另一部分。
POWER FIT的应用
根据零件大面的特征特性选择适当的操作方法，这里由于大面较规则，所以我们选择 POWER FIT来拟合此面，用筛选工具筛选零件局部数据，点选POWER FIT弹出如图 命令框，点选点云并选择init surface项选择参考面投影过去后就成型右图所示曲面。 另POWER FIT可直接但选简单点云直接拟合（即直接选择点云按OK确定）。
整车点云
单件点云
将此点云复制粘贴到右边整车点云下。 将此点云复制粘贴到右边整车点云下。
之前的整车点云中有很多我们不必用的可以利用点云显示器进行筛选。此功能 仅为暂时隐藏局部点云。 激活所有隐藏部分 隐藏部分与显示部分跳转
筛选器（隐藏用不到的） 过滤器（按自己要求降低或增加点云密度） 裁减器（永久性剪掉点云不需要的部分）
具体操作通常有很多状况下点云是不在我们要的位置上的因此我们需要将点云移动到预定车身位置上例如x06项目我们扫描了两个点云一个是整车点云一个是单件点云整车点云由于有很多地方被遮挡单件有很多地方不能完全扫描我们将扫描下的单件点云移动到整车点云上方便以后操作
(完整版)CATIA逆向教程
CATIA 逆向教程1. 引言CATIA 软件在造型风格、车身等方面具有独特的长处，使用自动化的多表面曲率与切矢管理，可帮助用户快速进行风格造型和曲面造型。
目前，CATIA 发布了第6 版本。
一些著名汽车制造商如Renault 、Toyota 、Kar2man 、Volvo 、Chrysler 等已经100% 的切换为CATIA 设计，并且被各国的汽车零、部件供应商所认可。
CATIA 事实上已成为汽车行业CAD 软件标准。
CATIA 的数字化外形编辑器(Digital Shape Editor ，DSE) 、快速曲面重建(Quick Surface Reconstruction ，QSR) 以及创成式外形设计模块(Generative Shape Design ，GSD) 是强大的逆向开发工具。
它们能完成点云读入、输出、编辑以及曲面快速而便捷的重建。
本文介绍以CATIAV5 的DSE 、QSR 和GSD 模块为零件逆向开发基本过程。
2. CATIA 逆向步骤利用CATIA 逆向的方法很多，但总的来说可分三种典型的方法，下面就各方法详细说明。
2.1. 预处理各方法虽然不一样，但是起点是相同的，那就是对点云的处理。
处理点云的步骤如下：2.1.1. 导入常规的几种点云类型catia 都可以导入，在CATIA V5 中的DSE 模块中，通过Inset/Importcloud 导入零件的点云。
在导入过程中导入过程中可以用鼠标移动6 个绿色的控制点，改变导入点云边界，过滤一些无用的点( 即降噪) 。
2.1.2. 过滤选择Insert/Cloud Edition/Cloud Filter ，利用Adaptative 选项能将曲面变化小的地方过滤较多的点，而变化大的地方过滤较少的点，使特征变得更明显。
该值越大则过滤掉的点越多。
2.1.3. 删除通过Insert /Cloud Edition /Remove Point ，进一删除扫描过程中边界部分的误点和缺陷点。
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的模具。然而这些几何外形的改变却未曾反映在原始的CAD模型上。借助
于逆向工程的功能和在设计制造中所扮演的角色，设计者现在可以建立或 修改在制造过程中变更过的设计模型。 很多物品很难用进本几何形状来表现与定义，例如流线型产品、艺术浮 雕及不规则线条等，如果利用通用CAD软件，以正向设计的方式来重建这 些物体的CAD模型，在功能、速度和精度方面都将异常困难。在这种场合 下，必须引入逆向工程，以加速产品设计，降低开发的难度。
•
• •
DSE
(Digitized Shape Editor数字编辑器)模块；
QSR（Quick Surface Reconstruction快速曲面重构）模块； GSD( Generative Shape Design通用曲面）模块
•
•
FS（Freestyle自由曲面造型）模块；
Part Design(实体造型)模块等五个模块。
随着计算机辅助几何设计的理论和技术的发展和应用，以及 CAD/CAM/CAE集成系统的开发和商业化，产品实物的逆向设计首先通 过测量扫描以及各种先进的数据处理手段获得产品实物信息，然后充 分利用成熟的 CAD/CAM技术，快速、准确的建立实体几何模型，在工 程分析的基础上，数控加工出产品模具，最后制成产品，实现从产品 或模型——设计——产品的整个生产流程。
•
• • •
GSD模块曲面功能强大，并可进行可行性分析。
多样化检测工具（曲率分析、连续分析、距离分析等） 三角网格曲面直接进行3轴加工（SMG模块） 以DMU SPA对数位模型进行空间干涉检测。
2.4 CATIA用于逆向工程的主要模块功能简介
从CATIA逆向工程流程中，用于逆向工程中的模块主要有：
2.3 CATIA逆向工程的特点
由于CATIA软件强大的集成优势，CATIA逆向各模块的相互结合，使得 CATIA逆向工程有自己的特点。 • • • 点及点云数据处理的高效率。 可以构建Class A曲面（CATIA FS 模块及Automotive Class A 模块） 模块）
可以根据需要快速构建Class B曲面（CATIA QSR
一个研究和应用热点，并发展成为一个相对独立的领域。在这一意义下，
“实物逆向工程”可定义为：将实物转化为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，是将已有产品和实物模型转化 为工程设计模型和概念模型，在此基础上对已有产品进行解剖、深化和再 创造的过程。
1.2
逆向工程应用
在产品造型日益多元化的今天，逆向工程已成为产品开发中不可或缺 的一环，其应用范围包括：
CATIA逆向工程是工程建模的一种方法，生成的数学模型也应符合一
般产品建模的基本要求，产品设计和检验流程遵循逆向工程建模的一般 过程，即由扫描点云——特征线——面——实体模型。根据CATIA V5模
块的特点有以下逆向建模方式可以满足产品建模的基本要求。
2.1 CATIA逆向工程流程—几何形状造型点云
1.3.1
逆向工程系统框架组成
具体系统框架及流程如图所示
从逆向工程系统框架图中可以看出，逆向工程系统主要由三部分 组成，产品实物几何外形的数字化子系统，三维CAD模型重建子系统， 产品或模具的制造子系统等。
2
CATIA 逆向工程建模基本流程
一般产品的建模应该满足下面产品设计的主要要求： ①数学模型的精度误差满足用户可交付要求； ②曲面内在的质量要求，如曲面的连续性要求，光顺性要求； ③曲面连续过度的质量要求，如不能出现尖角等； ④过度曲面的流动路径要求； ⑤曲面或局部协调性和对局部特征分界的合理性； ⑥工程制造标准的要求； ⑦模具拔模的工程制造符合性要求； ⑧设计、质量和验证审核的可行性。
1.3.1
逆向工程系统框架组成
逆向工程的思想最初是来自从油泥模型到产品实物的设计过程。除此之 外，目前基于实物的逆向工程应用最广的还是进行产品复制和仿制， 尤其是产品的外观设计，因为不涉及复杂的动力学分析、材料、加工 热处理等技术难题，相对容易实现。目前基于 CAD/CAM系统的梳子扫 描技术为实物逆向工程提供了有力的支持，在完成数字化扫描、实物 的3D模型重建之后，通过NC加工就能快速的制造出模具，最终得到所 需的产品。这个过程已成为我国沿海地区许多家用电器、玩具、摩托 车等产品企业的产品开发及生产模式，但这只是对海外产品的简单复 制和仿制，只是简单的照抄和照搬，从严格意义上来说，这不等于逆 向工程。
2.4.1 DSE数字编辑器模块
（1）此模块在CATIA逆向工程中的主要功能 ●导入点或点云数据。 ●预处理点云数据包括点云的过滤、删减、空洞修补、对齐、合并等。 ●点云三角面片网格化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ●点云剖面生成扫描线（Scan line） ●由扫描线生成特征线或线框 ●误差检测 （2）此模块应用流程 ●点资料的整理，为曲面重构做准备 ●三角网格曲面划分后可直接进行3轴加工或快速成型。 ●点云与重构的曲面做误差检测与控制 ●三角网格曲面划分后可直接进行DMU空间分析检测
在对产品的美学有特别要求的领域，为方便评价其美学效果，设计 师广泛利用油泥、黏土或木头进行快速且大量的模型制作，将所要表
达的意向以实体的方式展现出来，而不采用在计算机屏幕上显示缩小
比例的物体投视图的方法。此时，如何根据造型师制作出来的模型快 速简历三维CAD模型，就必须引入逆向工程的技术。 当设计需要通过实验测试才能定性的工件模型时，通常采用逆向工 程的方法，比如在航空航天、汽车工程等领域，为了满足产品对空气 动力学的要求，首先要求在实体模型、缩小模型的基础上经过各种性 能测试（如风洞试验等）建立符合要求的产品模型。此类产品通常是
逆向工程系统
何已经受到重视，一些国际著名的CAD 软件公司开发了与自己的CAD 平台集成的专用逆向软件（模块）。但是。一些不同的数据传输仍需 要采用数据格式的方式：在数字化设备与造型软件的集成上，目前进
在逆向工程系统的研究方面，专用逆向软件和其他计算机辅助技术的几
展甚微：提出的方法大多限于单向的集成研究，即是一种无反馈的集
进的产品和技术，极大的缩短产品开发周期，迅速占领市场。
逆向工程也广泛用于破损文物、艺术品的修复，活损坏零件的供应等。 此时，不需要复制整个零件，只是借助逆向工程技术抽取原来零件的设计 思想，用于指导新的设计。 特种服装、头盔的制造要以使用者的身体为原始设计依据，此时，需要 利用逆向工程技术建立人体的几何模型。 在快速原型制造（RPM）中通过逆向工程，可以方便的对快速原型制造的 原型产品进行快速、准确的测量。
1.2
逆向工程应用
逆向工程在新产品开发、创新设计上同样具有相当高的应用价值。为了 研究上的需求，许多大企业也会运用逆向工程协助产品研究。如韩国现代 汽车在发展汽车工业制造技术全测试在内的各种测试研究，协助现代的汽 车设计师了解日系车辆的设计意图。这是一个基于逆向工程的典型设计过 程：利用逆向工程技术，可以直接在已有的国内外先进产品基础上，进行 结构性能分析、设计模型重构、再设计优化与制造，吸收并改进国内外先
①输入由扫描实物或实体模型得到的点云数据： CATIA V5可以接受任何形式的点云数据（如ASII、STL、IGS、IGES等格 式）。点云数据的输入可以以读取文件的形式读入，也可以在CATIA专门的逆 向工程模块DSE (Digitized Shape Editor数字编辑器)模块中由Import命 令导入。此步在DSE模块中进行。 ②对扫描的点云数据进行预处理，然后生成或构制3D曲线线框，如图所示， 这一步在DSE 模块中进行处理。 ③由3D线框生成3D曲面，并对生成的曲面进行裁剪，倒角等后处理，并同 时检测构建的曲面与点云数据的偏差情况，根据精度和曲面质量要求进行修 改，如图： 这一步在GSD （Generative Shape Design通用曲面造型）模块和FS （Freestyle自由曲面造型）模块中进行。 ④由构建好的曲面通过缝合、增厚曲面等方式生成实体并进行细小结构的 调整设计。这一步实在Part Design (实体造型)模块中进行。
各项工程，很大程度上还取决于各个子模块的计算机集成程度。可以
说，逆向工程师CAT/CAD /CAM/CAE等先进计算机辅助技术集成应用的 一个典型例子，也是计算机集成制造系统（CIMS）研究的一个重要分 支。如何将这些技术组成一个整体，即集成逆向工程系统，是逆向工 程技术应用研究的一个重要方向。
1.3
成，集成实现方法主要采用模块化方式，将不用应用功能的子系统和 造型系统组合连接，这样的集成方法存在以下问题： ① 数字化过程仍是一种孤立的行为，数字化过程没有考虑后续的模型
重建、分析、制造等下游需求；
② 数据模型不统一； ③ 由于测试手段、商品化CAD系统（包括专用逆向软件）以及加工制造 手段的多样性，很难有一种适应上述不用手段的集成逆向工程系统。
1.3
逆向工程系统
随着计算机技术的发展，逆向工程技术和先进制造技术的结合日趋紧密， 如20世纪80年代初发展起来的快速原型技术、基于网络的异地设计及
制造技术等，在产品设计和制造阶段都需要逆向工程技术的支持。同
时，逆向工程技术也和计算机辅助测量（CAT）、辅助设计（CAD）、 辅助制造（CAM）以及计算机辅助工程分析（CAE）密切相关。逆向工 程成功应用的关键不仅在于个计算机辅助子模块能够较好的独立完成
由复杂的自由曲面拼接而成的，最终确认的实验模型必须借助逆向工
程，转换为产品的三维CAD模型及其模具。
1.2
逆向工程应用
在没有设计图纸或者图纸设计不完整，以及没有CAD模型的情况下，通过
对原件原型进行测量，形成零件的设计图纸或CAD模型，并以此为依据生
成数控加工的NC代码或快速原型加工所需的数据，复制一个相同的零件。 在模具行业，经常需要反复修改原始设计的模具型面，也得到符合要求
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