NX逆向工程造型的一般方法和技巧
逆向工程是什么意思？逆向工程具体怎么操作？
逆向⼯程是什么意思？逆向⼯程具体怎么操作？ 在汽车设计以及其他⼯业设计中经常会听到⼀个名词：逆向⼯程。
逆向⼯程到底是什么技术?操作⼜是怎样的呢?华锐欣程今天就给⼤家做⼀个简单的科普。
按照书⾯⼀点的说法，逆向⼯程⼜称逆向技术，是⼀种产品设计技术再现过程，即：对⼀项⽬标产品进⾏逆向分析及研究，从⽽演绎并得出该产品的处理流程、组织结构、功能特性及技术规格等设计要素，以制作出功能相近，但⼜不完全⼀样的产品。
⽤通俗⼀点话来讲，逆向⼯程流程其实很好理解，就是把⼀个现有的成品产品进⾏拆解分析，推导出它的制造结构与功能，然后仿造出来。
⼀句话，透过现象寻找本质。
那么逆向⼯程具体怎么操作呢? 逆向⼯程的具体操作流程如下： ⾸先，对于已有样品，你要将其分解为最基本的可处理对象，在现阶段，通常通过计算机技术来实现这⼀过程，叫做：对象数字化( object digitization )。
具体⽅法是利⽤⼀些合适的测量设备，根据产品模型测量得到空间拓扑离散点数据，并将测量结果以⽂件或数据库的⽅式存储。
通常采⽤三坐标测量机、三维激光扫描仪、三维数字化仪、物体多⾓度照⽚等数字化⽅法来快速、准确地获取数据。
当得到 T 较完整的采样数据以后，可通过三维图形处理技术将采样数据以三维图形的⽅式显⽰出来，得到直观简略的产品结构外形。
此外还需对测量数据作些编辑处理，如删除噪声点、增加必要的补偿点，数据分割、压缩等。
其次，在对象数字化完成之后，需要对这些数据进⾏重新组合搭建，来还原真实的产品模型，简称重构模型( object modeling )。
具体⽅法是，根据空问拓扑离散点数据反求出产品的三维 CAD 模型，并在产品对象分析和插值检测后，对模型进⾏逼近调整和优化。
第三，模型构造完成之后，需要进⾏⼀系列的细致分析，以选择合适的⽣产⼯艺，简称对象分析( object analysis )。
具体操作是，将模型和设计表征⽤于产品的表⾯分析、有限元分析和⼯艺分析，并将分析结果以⽂件或数据库的⽅式存储起来，以备其他模块检索调⽤。
产品造型之逆向设计
产品造型之逆向设计漆建东1)课题名称: 产品造型之逆向设计2)课题所用工具:投影机,UG软件---建模3)讲课形式:课堂教学4)讲课内容:1.产品逆向造型的简单介绍2.UG 逆向造型的一般步骤：3.具体实例的讲解5)细内容的介绍:1.产品逆向造型的简单介绍工业产品的传统开发方式基本上都是根据市场的需求．先进行产品构思，确定产品的功能与技术指标，再进行各个组件的具体设汁、制造、组装测试等。
每个组件通常都保留有原始的CAD设计图．这种开发模式被称为“预定模式”，此类开发工程称为“正向工程”。
然而，随着工业技术水平的提升和人民生活水准的提高，除了产品的质量、功能外，产品的几何造型日益受到人们的重视，成为吸引消费者的首选。
因此，外观造型的优劣，直接影响产品的价格与其竞争力目前，在工业设计中，产品的外观造型往往由设计师们先通过手工方式塑造出模型。
例如：蜡模、木模、石膏模、塑料模等等．然后利用3D数字化测最仪准确、快速地取得点云图像，经过曲面构建、编辑、修整后，再导入一般的CAD／CAM 系统。
再由CAD／CAM 计算出NC加工路径，最后通过CNC加工设备制作出模具。
也可先以快速原型机将样品模型制作出来，然后再以快速模具进行产品生产这种方式称为逆向造型。
此类工程也被称作“反求工程”或“逆向工程”。
目前已广泛应用于汽车、家电、玩具、艺术品等许多产品的开发设计中，也经常用来对某一产品进行仿制、复制。
逆向造型的特点是能在很短的时间内准确、可靠地复制实物样件。
逆向造型遵循：点一线一面一体的～一般原则。
可利用一些非专业的逆向设计软件(如：UG、Pro／E、CATIA等)和一些专业的逆向设计软件(如：Surfacer、CopyCAD等)进行逆向造型。
2）UG 逆向造型的一般步骤：1、测点与点的整理一般先由设计人员提出对曲面打点的要求，原则是在变化比较大的地方打点密一些，在平滑的地方打点疏一些。
由于一般三坐标测量机的取点效率大大低于激光扫描仪，所以在零件测点时要给予考虑。
逆向工程施工教程(3篇)
第1篇一、引言逆向工程，顾名思义，是将已建成的工程或设施按照逆向思维进行施工的方法。
在工程实践中，逆向工程施工通常用于改造、修复或重建老旧工程。
本文将详细介绍逆向工程施工的基本步骤和注意事项。
二、逆向工程施工步骤1. 工程勘察首先，对现有工程进行全面的勘察，了解其结构、材料、功能、使用状况等方面的情况。
勘察过程中，需收集相关图纸、资料，并实地测量关键尺寸和位置。
2. 制定施工方案根据勘察结果，制定合理的逆向工程施工方案。
施工方案应包括以下内容：（1）施工方法：根据工程特点，选择合适的施工方法，如拆除、加固、重建等。
（2）施工顺序：确定施工顺序，确保施工过程顺利进行。
（3）施工资源配置：合理配置人力、物力、财力等资源。
（4）质量控制措施：制定质量控制措施，确保施工质量。
3. 施工准备（1）人员培训：对施工人员进行逆向工程施工技术的培训，提高施工人员的技能水平。
（2）材料设备准备：根据施工方案，准备所需的材料和设备。
（3）施工场地布置：合理布置施工场地，确保施工安全和顺利进行。
4. 施工实施（1）拆除工程：按照拆除方案，有序拆除老旧工程部分。
（2）加固工程：对需要加固的部分进行加固处理。
（3）重建工程：按照设计方案，重建新工程部分。
5. 施工验收（1）自检：施工过程中，定期进行自检，确保施工质量。
（2）验收：工程完工后，组织相关部门进行验收，确保工程质量满足要求。
三、注意事项1. 严格遵守施工规范和操作规程，确保施工安全。
2. 逆向工程施工过程中，应尽量减少对周边环境的影响。
3. 施工过程中，密切关注工程质量和进度，发现问题及时解决。
4. 加强施工过程中的沟通协调，确保各环节顺利进行。
5. 做好施工记录，为后续工程维护和改造提供依据。
四、结语逆向工程施工是工程实践中的一种重要方法。
通过本文的介绍，希望对从事逆向工程施工的人员有所帮助。
在实际施工过程中，应根据工程特点，灵活运用逆向工程施工技术，确保工程质量，提高施工效率。
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。
逆向工程
逆向造型方法与技巧
建面
1. 所有构造线必须光顺连接,也就是相切或曲率连续 2. 相邻边应尽量垂直,角度不能太大 3. 同类型的构造线要尽量平行，线的长度要尽可能差不多,
不能相差太大 4. 所有构造线尽量在一个平面内，并且和最终所做的曲面
垂直 5. 疏密有致,也就是说在我们所要做的面变化比较大的地方
逆向造型质量判定标准
1.造型范围
产品造型范围所括所有外表面及表面可见的搭扣，造型边界应至分型 线，不属造型范围的配合螺钉孔应给出轴线。
应给出塑件的拔模方向和反面结构的测量数据。
2.外观
产品造型应形象表达塑件的形状特征，做到清晰、准确、简洁、流畅。 曲面要光顺，曲率变化要平缓，不得有与产品不符的凸凹现象。 倒角面应清晰流畅，半径大小与产品一致。 产品结构部分应表达规范严谨，细长结构或面应保持均匀美观。
逆向造型质量判定标准
3.精度与配合
不得随意修改产品的外形与尺寸，严禁出现主尺寸超差。在不确定情 况下，孔洞宁大勿小，产品则相反。
非自配的配合边界应精确逼近测量数据，误差一般应小于0.3mm。 曲面要基本通过测量点，在不影响外观和配合的前提下，点离曲面的 偏差可以适当放宽。
4.配合
无间隙配合：表面相接处不得有间隙与错位 均间隙配合：表面相接处应保持间隙均匀 变间隙配合：表面相接处的间隙应均匀变化
逆向造型方法与技巧
确定产品的拔模方 向
拔模方向在造型中非常重要,它要影响以后的开模。 所以我们在做产品时一定要注意拔模方向,不能使 做出来的产品产生倒拔模 。
确定产品的分型线的走向
产品的分型线的走向非常重要，是造型过程中进行 拔模的重要依据。
逆向造型方法与技巧
面的分解
的分析在造型过程中特别重要,只有深刻理解产品 的面与面之间的拓扑关系,抓住产品中的特征,在抓 住产品特征的基础上确定面之间的拓扑关系,这样 才能快速、高质量的完成。
UG NX综合建模与3D打印课件项目7 逆向造型设计
2 三维扫描仪的操作
三维数据扫描，又称为产品表面数字化，是指通过特定的测量设备和测量方 法，将物体的表面形状转换成离散的几何点坐标数据。在此基础上进行复杂曲 面的重构、评价、改进和制造。数据采集是逆向工程实现的基础和关键技术之 一，是逆向工程中最基本、最不可或缺的步骤。采集数据的质量直接影响最终 模型的质量，也直接影响到整个工程的效率和质量。所采集的模型表面数据的 质量除了与扫描设备、软件有关外，还与相关人员的操作水平有关。
在目前工作的基础上，逆向工程技术还有许多问题需要进一步的探讨和研 究，主要包括以下几方面：
（1）测量数据方面 发展面向逆向工程的专用测量设备，能够高速、高精度的实现实物几何形 状的三维数字化。 （2）数据处理方面 开发一种通用的数据接口软件，改善数据处理的算法，使处理速度更快； 减少建模过程中的相互操作，降低设计人员的劳动强度。 （3）集成技术方面 发展包括测量技术、模型重建技术、基于网络的协同设计和数字化制造技 术，逆向工程技术与有限元分析技术的集成。
测点之前规划好该怎么测点。由设计人员提出曲面测点的要求。一般原 则是在曲率变化比较大的地方测点要密一些，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。
4 UG逆向造型的方法和技巧
（2）连线
3）曲线调整 因测量有误差及样件表面不光滑等原因，连成spline的曲率半径变化往往存 在突变，对以后的构面的光顺性有影响。因此曲线必须经过调整，使其光顺。 调整中最常用的一种方法是Edit Spline，选Edit pole选项，利用鼠标拖动控制点 。调整spline经常还要用到移动spline的一个端点到另一个点，使构建曲面的曲 线有交点。但必须注意的是，无论用什么命令调整曲线都会产生偏差，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。
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Siemens NX的工业产品齿轮泵的逆向造型
基于Siemens NX的工业产品齿轮泵的逆向造型陈恩连（阳江市高级技工学校，广东阳江529500）0引言随着我国经济飞速发展，3D打印技术的普遍应用，逆向工程技术使用也越来越广泛。
逆向工程的概念是从国外引进的，也俗称为“抄数”或“三坐标点（测绘）造型”。
逆向工程是以实物为依据，采用适当的技术完成产品设计的过程，本质是还原产品的设计意图。
逆向工程应用可分为仿制、改进设计和创新设计3个不同的层次，其应用领域非常广泛，如制造业、医疗、服装、文物保护、教育、考古、地理、军事、展览、娱乐等。
本文中根据已有的齿轮泵产品利用手持三维扫描仪扫描得到点云数据，然后将数据导入Siemens NX软件进行逆向建模。
1齿轮泵功能介绍1.1基准通过观察产品的分型线，确定产品主体为上下脱模。
基于产品上端盖、泵体、端盖和固定座的组配关系，在定制配合件的基准时，优先考虑4个组件共用一个坐标系。
而本案例可以在上端盖上表面中心建立基准坐标系。
1.2成型特征本文齿轮泵的上端面、泵体和下端盖的分型线比较简单，都在底平面上方2mm处。
因此通过使用拆分体命令将整体拆分成两部分，然后拔模。
在设计过程中，可参考点云数据设计脱模斜度，并保证数模的脱模斜度不小于0.5°。
1.3精度产品在建模过程中会与点数据存在精度误差，一般只须把最大误差控制在±0.5mm即可，但在设计一些特殊部位时就应谨慎制作要点如下：1）产品的顶平面及四周侧面。
两者是用来定制产品基准的主要依据，因此制作的精度须尽可能控制在±0.2mm内。
2）螺丝孔和齿轮轴安装孔这些部位涉及装配，应尽可能保证精度在±0.3mm内。
1.4装配配合特征制作的要点如下：1）各组件之间的安装平面必须保证互相贴合。
2）产品中的螺丝孔，在上端盖、泵体、下端盖和固定座的安装过程中起到定位的作用，使配合件之间不会发生位移。
上端盖、泵体、下端盖和固定座的螺丝孔中心一致，齿轮轴安装孔的中心一致。
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逆向造型的一般方法和技巧
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、CA TIA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Geomagic Studio和NX10的玩具逆向造型
基于Geomagic Studio和NX10的玩具逆向造型作者：谭伟林彭志强来源：《科技创新与应用》2017年第13期摘要：随着儿童玩具市场对原创玩具的需求量增加，逆向造型技术也越来越多的应用于原创玩具的开发。
故而逆向造型的过程与方法直接影响产品开发的进度和质量，文章着手Geomagic Studio和NX10从逆向造型的点云采集、点云处理、曲面造型和结果分析等四个方面介绍逆向造型全过程，以期缩短原创玩具的开发周期。
关键词：Geomagic Studio；NX10；玩具；逆向造型随着儿童玩具市场对原创玩具的需求规模越来越大，各玩具生产商为了缩短新产品的开发周期以圈占市场，纷纷采用逆向造型技术。
该技术旨在使用泥塑或其他手工方法快速制造玩具样本，再通过采集样本表面点云数据后，使用Geomagic Studio和NX10进行逆向造型的方式获得数字模型，最后用于制造模具和批量生产。
本文将从零件表面点云数据采集、点云处理、逆向造型和结果分析等四个方面介绍逆向造型的全过程。
1 零件表面点云数据采集零件表面点云数据采集是逆向造型的首要环节，是通过特定的测量方法和设备，将实物模型表面形状转换成几何空间坐标点，测量所得数据结果一般称为“点云”。
常见的采集设备分为接触式和非接触式两类，接触式主要通过探头与模型表面接触实现表面数据的采集，该设备测量精度高，但速度慢、效率低；非接触式主要运用光学反射原理采集数据，该设备测量精度较低，但速度快，效率高。
本文中采用三维天下Win3D白光扫描仪完成玩具的点云数据采集，采集结果如图1所示。
2 点云处理由于采集点云时，无论采用哪一种测量方法和设备，都会产生错误点、杂点和噪声点，为了提高最终逆向模型的精确度，必须对点云数据进行进一步处理。
本文主要借助Geomagic Studio完成点云数据的整理，通过“非连接项”“体外孤点”、“减少噪音”和手动删除外部区域点等操作完成玩具区域外所有杂点的清除，最后进行点云“封装”，形成三角片体，结果如图2所示。
UG逆向原理
逆向造型原理和要求浙大旭日科技开发有限公司逆向造型是三维造型中最高级的造型,造型方法多种多样，造型过程复杂.相对来说比较难掌握。
下面我们用几个摩托车覆盖件为例来对逆向造型的方法和步骤作详细的介绍:一、做逆向产品的一般步骤:1.确定产品的拔模方向:拔模方向在造型中非常重要,它要影响以后的开模。
所以我们在做产品时一定要注意拔模方向,不能使做出来的产品产生倒拔模,如果倒拔模,模具就开不出来,这样做出来的产品就不符合要求.2.面的分析:面的分析在造型过程中特别重要,只有深刻理解产品的面与面之间的拓扑关系,抓住产品中的特征,在抓住产品特征的基础上确定面之间的拓扑关系,这样才能快速、高质量的完成。
这在下面的实例中会陆续介绍.3.面的做法:1.所有构造线必须光顺连接,也就是相切或曲率连续,这样做出来的面才能光顺。
如果不光顺连接，所做出来的面就会扭曲。
2.边界线的制作必须满足以下几个条件:a.相邻边应尽量垂直,角度不能太大.b.同类型的构造线要尽量平行，线的长度要尽可能差不多,不能相差太大。
c.所有构造线尽量在一个平面内，并且和最终所做的平面垂直.d.疏密有致,也就是说在我们所要做的面变化比较大的地方取的构造线要密，在变化不大的地方构造线要稀。
4.线的做法:1. 先直后圆,再样条曲线;也就是在做线时能做直线的地方要作成直线,不能做成直线时做成圆弧,在直线和圆弧都不能做时才用样条曲线,在做的过程中要尽量用圆弧.2.尽量做成平面线,而不是三维空间线.3.在平缓的地方桥接时,尽量用倒圆连接.4.在桥接时不能在端点,必须回拉一点,(做过头往回割),回拉时,桥接线不能超过两边的原始线,必须使桥接的线在原始线内部,这样所做出来的线才完全是凸曲线.5.在做样条曲线时一定要用fit做,不能用其它几种方法.6.在边界线上用构造线所在的平面求出交点.做出人造测量点.(可以通过offset分段偏置)用尽量少,尽量简单的线,在允许的范围内作出符合要求的曲线(直线,圆弧)二、对逆向产品的要求:1. 特征明显,2. 面光顺,3. 过点逆向造型的原理是相同的,但做的方法很多,在做同样的物体时可能有很多种方法,每个人每一次做出来的面都不一样,所以在下面的介绍中我们用的是最普遍的方法,学员在掌握了这种方法后可以自己试着用其它方法来做,从中理解逆向造型的原理.思路和方法,自己也可以总结出一些小技巧.以提高造型的质量.。
UG NX逆向造型常用命令V2_沈春根
1.5 预处理：编辑-小平面体-光顺
区域 封闭
光顺 效果
STL 原型 定义 区域
此命令可以减少扫描缺陷，消除歧异的小区域；
1.4 预处理：编辑-小平面体-细化
STL 原型
细分 效果 选择 区域
通过再分割现有小平面，来增加小平面密度，而不会更改曲面 光顺度。 可以创建有更多同质量小平面的新区域；
UG NX逆向造型常用命令
（基于STL原型）
江苏大学 沈春根 2013年7月第1版 2017年3月第2版
主要内容
STL预处理 STL拟合面 STL快速造面 STL抽取曲线 STL截线
几点总结
1.1 预处理：编辑-小平面体-剪断
剪切 曲线 剪断 结果
STL 原型
使用此命令可以剪断或分割小平面体；
2.1拟合面：插入-曲面-拟合面-自由曲面
选择对象： 点云（点 和点集） 和STL均可
控制补片的阶次和数 量、补片一致性和拟 合方向； 还可控制边界定义和 拟合曲面的平滑性。
2.2拟合面：插入-曲面-拟合面-平面
对于非平面数据，将 考虑所有点，对拟合 “求平均”，以尽量 选择对象： 点云（点 和点集） 和STL均可 减小拟合误差； 可以通过拒绝阈值因 子来启用自动点拒绝，
预先定义小平面体上的区域，以使用区域、曲线或平面 进行剪断。
1.2 预处理：编辑-小平面体-填充孔
原型孔 之一 选择孔 已填充 的孔
使用此命令可以封闭小平面体中的孔和开口边；
通过光顺处理，使得填充孔平顺；
1.3 预处理：编辑-小平面体-抽样优化
举例1 举例2
此命令可以减少一个或多个小平面体上的小平面数量；
UG NX逆向造型常用命令V2_沈春根
提高平面拟合精度；
可以约束平面法向。
2.3拟合面：插入-曲面-拟合面-圆柱
可以拟合部分或封闭 圆柱体；
可以约束圆柱的方向
轴； 可以指定要在拟合操
作期间保持的圆柱半
径； 可以通过拒绝阈值因
选择对象：点 云（点和点集） 和STL均可
子来启用自动点拒绝。
2.4拟合面：插入-曲面-拟合面-球体
预先定义小平面体上的区域，以使用区域、曲线或平面 进行剪断。
1.2 预处理：编辑-小平面体-填充孔
原型孔 之一 选择孔 已填充 的孔
使用此命令可以封闭小平面体中的孔和开口边；
通过光顺处理，使得填充孔平顺；
1.3 预处理：编辑-小平面体-抽样优化
举例1 举例2
此命令可以减少一个或多个小平面体上的小平面数量；
1.5 预处理：编辑-小平面体-光顺
区域 封闭
光顺 效果
STL 原型 定义 区域
此命令可以减少扫描缺陷，消除歧异的小区域；
1.4 预处理：编辑-小平面体-细化
STL 原型
细分 效果 选择 区域
通过再分割现有小平面，来增加小平面密度，而不会更改曲面 光顺度。 可以创建有更多同质量小平面的新区域；
相连的；
以红色显示开环， 以绿色显示闭环。
STL 原型
4.1 抽取曲线：分析-形状-小平面体曲率
黄色凹区域 蓝色平区域
绿色凸区域
针对凹区域、凸区域和平区域抽取不同的小平面体； 抽取这些区域之间的边界线；
为抽取曲率区域命令做准备；
4.2 抽取曲线：编辑-小平面体-抽取曲率区域
分析小平面体 曲率
UG NX逆向造型常用命令
（基于STL原型）
NX逆向工程造型的一般方法和技巧
NX逆向工程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。
国际模具网UG的逆向造型遵循：点→线→面→体的一般原则。
国际模具网一、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NX的齿轮泵逆向设计
基于NX的齿轮泵逆向设计作者：刘帅苗盈来源：《科技创新与应用》2019年第25期摘; 要：以齿轮泵为例介绍了逆向设计的方法和流程。
首先使用三坐标测量机采集齿轮泵各个零件的点云数据，然后采用Siemens NX软件对齐点云数据进行逆向建模，最后使用3D 打印机制作实物样品来验证逆向设计是否合理。
通过逆向工程可以吸收先进技术，缩短产品开发周期，对产品的快速开发和改进创新具有一定的应用价值。
关键词：逆向设计;齿轮泵;3D打印;三坐标测量中图分类号：U463.6; ; ; ; 文献标志码：A; ; ; ; ;文章编号：2095-2945（2019）25-0044-03Abstract： Taking gear pump as an example， the method and process of reverse design are introduced. Firstly， the point cloud data of each part of gear pump was collected by coordinate measuring machine. Then Siemens NX software was used for aligning point cloud data and reverse modeling. Finally， 3D printer is used to make physical samples to verify whether the reverse design is reasonable. The prototype of gear pump can be quickly restored through reverse design， on this basis the following product improvement and innovative design can be carried out， and the development cycle of gear pump can be shortened.Keywords： reverse design; gear pump; 3D printing; three-coordinate measuring1 概述逆向工程技术是通过现代测量手段获取产品外形点云数据，进行数字模型重构并优化，完成设计意图，得到预期产品模型，最后利用先进制造技术制作模型样品，测试模型可用性的过程，广泛用于模具设计、快速成型等领域[1-3]。
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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。
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UG的逆向造型遵循：点→线→面→体的一般原则。
国际模具网
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。
同方向的剖面点放在同一层里，分型线点、孔位点单独放一层，轮廓线点也单独放一层，便于管理。
通常这个工作在测点阶段完成，也可以在UG软件中完成。
一般测量软件可以预先设定点的安放层，一边测点，一边整理。
(2)点连线连分型线点尽量做到误差最小并且光顺。
因为在许多情况下分型线是产品的装配结合线。
对汽车、摩托车中一般的零件来说，连线的误差一般控制在0.5mm以下。
连线要做到有的放矢，根据样品的形状、特征大致确定构面方法，从而确定需要连哪些线条，不
必连哪些线条。
连线可用直线、圆弧、样条线（spline）。
最常用的是样条线，选用“through point”方式。
选点间隔尽量均匀，有圆角的地方先忽略，做成尖角，做完曲面后再倒圆角。
(3)曲线调整因测量有误差及样件表面不光滑等原因，连成spline的曲率半径变化往往存在突变，对以后的构面的光顺性有影响。
因此曲线必须经过调整，使其光顺。
调整中最常用的一种方法是Edit Spline,选Edit pole选项，利用鼠标拖动控制点。
这里有许多选项，如限制控制点在某个平面内移动、往某个方向移动、是粗调还是细调以及打开显示spline的“梳子”开关等。
另外，调整spline经常还要用到移动spline的一个端点到另一个点，使构建曲面的曲线有交点。
但必须注意的是，无论用什么命令调整曲线都会产生偏差，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。
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三、构面运用各种构面方法建立曲面，包括Though Curve Mesh、Though Curves、Rule、Swept、From point cloud 等。
构面方法的选择要根据样件的具体特征情况而定。
笔者最常用的是Though Curve Mesh，将调整好的曲线用此命令编织成曲面。
Though curve mesh构面的优点是可以保证曲面边界曲率的连续性，因为Though curve mesh 可以控制四周边界曲率（相切），因而构面的质量更高。
而Though curves 只能保证两边曲率，在构面时误差也大。
假如两曲面交线要倒圆角，因Though curve mesh 的边界就是两曲面的交线，显然这条线要比两个Though Curves曲面的交线光顺，这样Blend出来的圆角质量是不一样的。
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（Though curve mesh）曲线的端点与另一个面中的对应曲线相切，再加上Though curve mesh 边界相切选项即可解决。
只有曲线相切才能保证曲面相切。
另外，有时候做一个单张且比较平坦的曲面时，直接用点云构面（from point cloud）更方便。
但是对那些曲率半径变化大的曲面则不适用，构造面时误差较大。
有时面与面之间的空隙要桥接（Bridge），以保证曲面光滑过渡。
在构建曲面的过程中，有时还要再加连一些线条，用于构面。
连线和构面经常要交替进行。
曲面建成后，要检查曲面的误差，一般测量点到面的误差，对外观要求较高的曲面还要检查表面的光顺度。
当一张曲面不光顺时，可求此曲面的一些Section，调整这些Section使其光顺，再利用这些Section 重新构面，效果会好些，这是常用的一种方法。
构面还要注意简洁。
面要尽量做得大，张数少，不要太碎，这样有利于后面增加一些圆角、斜度、增厚等特征，而且也有利于下一步编程加工，刀路的计算量会减少，NC文件也小。
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四、构体当外表面完成后，下一步就要构建实体模型。
当模型比较简单且所做的外表面质量比较好时，用缝合增厚指令就可建立实体。
但大多数情况却不能增厚，所以只能采用偏置（Offset）外表面。
用Offset指令可同时选多个面或用窗口全选，这样会提高效率。
对于那些无法偏置的曲面，要学会分析原因。
一种可能是由于曲面本身曲率太大，偏置后会自相交，导致Offset失败（有些软件的算法与此算法不同，如犀牛王就可Offset那些会产生自相交的曲面），如小圆角；另一种可能是被偏置曲面的品质不好，局部有波纹，这种情况只能修改好曲面后再Offset；还有一些曲面看起来光顺性很好，但就是不能Offset，遇到这种情况可用Extract Geometry成B 曲面后，再Offset，基本会成功。
偏置后的曲面有的需要裁剪，有的需要补面，用各种曲面编辑手段完成内表面的构建，然后缝合内外表面成一实体（solid）。
最后再进行产品结构设计，如加强筋、安装孔等。