基于Geomagic Studio的逆向工程数据处理技巧
Geomagic studio 12逆向基础与实例应用
目录目录 (1)第1章 逆向工程概述 (3)1.1逆向工程基本概念 (3)1.1.1逆向工程的定义 (3)1.1.2 逆向工程的应用领域 (3)1.2逆向工程常用软件 (4)1.3逆向工程数据采集系统 (6)1.4光学测量系统的误差分析及优缺点 (8)第2章 GEOMAGIC STUDIO 软件基础 (10)2.1G EOMAGIC STUDIO 工作界面 (10)2.2G EOMAGIC STUDIO 模块简介 (11)2.3G EOMAGIC STUDIO 鼠标操作及快捷键 (12)2.4G EOMAGIC STUDIO 工具栏命令详解 (14)2.4.1视图控制 (14)2.4.2 选择工具和删除 (14)2.4.3 选项设置 (14)2.5G EOMAGIC STUDIO 处理流程 (17)2.6G EOMAGIC STUDIO 基本操作案例 (18)第3章 GEOMAGIC STUDIO 点阶段 (21)3.1点云编辑 (21)3.1.1 命令 (21)3.1.2 操作流程 (21)3.2点云注册 (28)3.2.1 命令 (28)3.2.2 操作流程 (28)3.3特征对齐Ⅰ（回转件拼接） (34)3.3.1命令 (34)3.3.2 操作流程 (34)3.4特征对齐Ⅱ（球法拼接） (40)3.4.1命令 (40)3.4.2 操作流程 (40)3.5点处理案例 (45)本章小结 (48)第4章 GEOMAGIC STUDIO 多边形阶段 (50)4.1三角网格面基本处理 (50)4.1.1命令 (50)4.1.2 操作流程 (51)4.2三角网格面高级处理 (59)4.2.1命令 (59)4.2.2 操作流程 (59)4.3三角网格面处理案例 (71)本章小结 (77)第5章 GEOMAGIC STUDIO 形状阶段 (79)5.1基于探测曲率构造曲面 (79)5.1.1命令 (79)5.1.2 操作流程 (80)5.2基于探测轮廓线构造曲面 (90)5.2.1命令 (90)5.2.2 操作流程 (90)5.3形状阶段的高级编辑 (101)5.3.1命令 (101)5.3.2 操作流程 (101)5.4NURBS曲面创建案例 (107)本章小结 (112)第6章 GEOMAGIC FASHION阶段 (114)6.1构建参数化曲面 (114)6.1.1命令 (114)6.1.2 操作流程 (114)6.2参数化曲面创建案例 (125)本章小结 (137)第7章 GEOMAGIC STUDIO 12操作案例 (139)第1章 逆向工程概述1.1 逆向工程基本概念为了有效的缩短产品开发周期和节约成本，实现从实际物体到几何模型的直接转换，人们开始思索新的产品开发方案。
逆向工程数据测量与处理
图2-22 减少噪声点对话框
4.减少噪声点(Reduce
图2-23 选择的噪声点误差统计
2) Reduce Noise 的操作须在取样处理(Sampling)之前。
图2-24 减少噪声点之前的曲面
2) Reduce Noise 的操作须在取样处理(Sampling)之前。
图2-25 减少噪声点之后的曲面
9.结果显示
图2-47 用于合并模型的数据点显示
2.7 小结
4.减少噪声点(Reduce）
5.数据点的精简(Uniform） 6.Wrap生成多边形模型
1.打开文件
图2-17 单视角点云数据处理流程
1.打开文件
图2-18 扫描数据点
2.删除体外点(Outliers）
图2-19 体外点显示
3.删除无联系点(Disconnected）
图2-20 串选体外点
二、测量数据预处理操作步骤
1、启动Geomagic Studio 软件，打开点云数 据文件。 2、删除离散点。 3、减少噪音点。 因为我们在扫描过程中 无意中从背景中取得的， 4、一致取样或曲率取样。 比如是工程台、房间的 5、封装。 墙壁或是工件的支撑架 6、创建标准特征。 等等。 7、隐藏创建的曲线，补孔。 8、整理边界。
二、测量数据预处理操作步骤
1、启动Geomagic Studio 软件，打开点云数 据文件。 2、删除离散点。 将点云变成多边 3、减少噪音点。 形。而多边形是 由三角形组成的。 4、一致取样或曲率取样。 5、封装。 6、创建标准特征。 7、隐藏创建的曲线，补孔。 8、整理边界。
二、测量数据预处理操作步骤
二、测量数据预处理操作步骤
1、什么是噪音点？ 1、启动Geomagic Studio 软件，打开点云数 据文件。 2、噪音点产生的 2、删除离散点。 原因？ 3、减少噪音点。 4、一致取样或曲率取样。 5、封装。 6、创建标准特征。 7、隐藏创建的曲线，补孔。 8、整理边界。
基于Geomagic逆向建模的3D打印技术研究
基于Geomagic逆向建模的3D打印技术研究摘要：逆向工程和3D打印技术在产品设计中的应用，采用三维扫描仪获取实物原型的三维数据，利用Geomagic软件完成模型重构，最后在3D打印机上实现对零件的快速成型，指出逆向工程技术与3D打印技术相结合为新产品的设计与创新提供了广阔的平台，缩短产品开发周期，降低试制成本，极大地提高企业竞争力。
关键词：Geomagic；逆向工程；三维扫描；数据处理；3D打印1现代逆向设计方法1.1 Geomagic Studio软件介绍在逆向工程技术领域，Geomagic Studio运用较广泛，是常用的点云处理及三维曲面构建功能最强大的逆向工程软件之一，由美国Raindrop（雨滴）公司出品，利用它可将扫描所得的点云数据创建出完美的多边形模型和网格，并可自动转换为NURBS曲面，该软件包括Qualify、Capture、Wrap、Shape、Fashion五个通用模块。
1.2逆向工程流程与正向工程流程①逆向工程定义，逆向工程或逆向设计也称反求工程或反求设计。
它是将实物转变为CAD模型的相关的数字化技术，几何模型重建技术和产品制造技术的总称，是将已有产品或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，其主要包括模型数据化、数据处理、CAD三维模型重构、创新优化设计、实物制造几个阶段。
②正向设计与逆向设计对比。
产品正向设计是设计人员首先根据功能、性能以及大致的技术参数要求构思产品的外形等，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，是一个“从无到有“的过程。
2基于逆向工程的3D打印快速制造工艺流程3D打印快速成型的加工原理是依据计算机设计或由逆向工程获得的三维模型，通过软件切片处理，逐层加工，层层叠加而成，它可以快速精确地复制原型或直接制造零件，是一种高效低成本的数字化生产模式p1。
RE在RP技术中的应用主要是借助于CAD系统将三维CAD模型转化为STL文件，通过反求得到的矢量化层轮廓信息直接驱动RP设备逐层叠加而成三维实体原型，利用RE技术重构产品的实体模型。
基于Geomagic软件的汽车保险杠逆向工程设计
将 处 理 过 的测 量 数 据 导人 Ｃ ＡＤ
１ 逆 向 工 程 的 含 义 及 基 本 流 程
逆 向工 程 （ ｅ ｅｓ ｎ ｉｅｒ ｇＲＥ 也 称 为 反 Ｒ ｖ ｒｅＥ ｇｎ ｅｉ ） ｎ 求 工程 、 向 工程 等 ｎ 。是 指 在 没有 设 计 图纸 或 者 反 ］ 设计 图纸不 完整 以及 没 有模 型 的情 况 下 ， 照现 有 按 零 件 的模型 （ 品原 型 或 油 泥 模 型 ） 利 用 各 种 数 字 产 ， 化 技术 及 Ｃ ＡＤ技术 重 新 构造 模 型 而 克 隆或 创 造 实
意复杂 的精 确 曲面 模 型 ， 创造 从 原 型 曲面 测 量 点 云 到多边 形数 据 的高 品质三 维模 型产 品 。
Ｇｅ ｍａ ｉ 软 件可 以直 接 由点 到 面进 行 构 面 ， ｏ ｇｃ 改
产 品或模 具 制造 ３个 部分 组成 。逆 向工程 中的关 键 技术 是数 据采 集 、 数据 处理 和模 型 的重 建Ｌ 。 ５ ３
变 了传 统 的从点 到 线 再 到面 的构 面 方 式 ， 接 受不 可
同种 类 的 数 据 来 源 （ ｉｓ ｄ ｆ ｓｌ ａｃ ｂｎ ｏ ｊ 如 ｇ 、 ｘ 、 ｔ、 ｓ 、 ｉ、 ｂ 、
３ ｓ ｐｙ等） 并 且 有 强 大 的数 据 修 补 功 能 （ 部 点 ｄ 、ｌ ， 局 数据 丢失后 可修 补 ） 。该 软件 可方便 快捷 进行 检测 ， 可查询 单 点 偏 差 ， 测 报 告 可 以 ＨＴ 检 ＭＬ文 件 格 式
输 出。
３ 汽 车保 险 杠 的 逆 向造 型 设 计
３ １ 汽 车保 险杠 的造型 曲面 分析 ．
在 进 行 曲 面 的测 量 和造 型 之 前 ， 必须 对 曲面 进
基于GeomagicStudio的逆向工程技术
基于GeomagicStudio的逆向工程技术第37卷第5期2008年5月贵州工业大学学报(自然科学版)JOURNAL OF G U I Z HOU UN I V ERSI TY OF TECHNOLOGY (Natural Science Editi on )Vol .37No .5May .2008文章编号:1009-0193(2008)05-0102-03基于Geo mag i c Stud i o 的逆向工程技术罗之军1,何彪2(1.贵州广播电视大学,贵州贵阳550004;2.贵州大学机械工程学院,贵州贵阳550003)摘要:介绍了逆向工程的概念、特点及工作流程,以鞋楦逆向设计过程为例,论述了基于Geomagic Studi o 的逆向工程技术。
研究表明Geomagic Studi o 在逆向工程技术的应用中具有重大的意义。
关键词:逆向工程;Geomagic Studi o;数据处理;曲面重建中图分类号:T H16 文献标识码:A0 前言逆向工程(Reverse Engineering,RE )也称反求工程,它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,然后进行数据处理、曲面重建、构造CAD 模型等,最后制造出产品的过程[1]。
逆向工程具体的工作流程是针对一现有工件(样品或模型),利用3D 数字化测量仪,准确、快速地量取样品表面点数据或轮廓线条,加以点数据处理、曲面创建,修改后,传至CAD /CAM 系统,再由CAD 系统传至CNC 加工机床或快速成型机来制作工件或模具。
目前逆向工程技术已经成为技术引进和产品快速开发的最有效的工具。
1 逆向工程的基本工作流程逆向工程的基本流程是:对实物样件进行坐标数据采集,得到表面几何数据;然这些数据进行补缺、简化、平滑等预处理;由于测量模型通常由多个面组成,因要对测量数据进行分块,再进行曲面拟合,在曲面模型的基础上可进一步建立基B -rep 结构的产品CAD 模型。
基于GEOMAGIC逆向工程实验报告
逆向工程也称反求工程,就是指用一定得测量手段对实物或模型进行测量,根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物CAＤ模型得过程。
它改变了从图样到实物得传统设计模式,为产品得快速开发与创建设计提供了一条新途径、ＧEOMAGIC ＳTＵDIＯ由美国RＡＩＮＤＲOP公司出品,就是逆向工程中应用最广泛得软件之一！利用GEＯMAGIC ＳTUDIO可轻易根据实物零部件扫描所得得点云数据创建出完美得多边形模型与网格,并自动转换为NURBS曲面,生成准确得数字模型!软件得工作流程与逆向工程技术得工作流程大致相似,其工作流程为点数据阶段———多边形阶段———成形阶段、点数据阶段主要测量得数据点进行预处理,在多边形阶段主要就是通过对多边形得编辑得已达到拟合曲面所需要得得优化数据,成形阶段就是根据前一阶段编辑得数据,自动识别特征、创建NＵRBS曲面。
NURＢS就是Non—Uniｆｏrm RaｔionａｌB－Splines得缩写,意为非统一有理B样条、简单地说,NＵRBS造型总就是由曲线与曲面来定义得,所以要在NＵRBS曲面上生成一条有棱角得边就是很困难得、正因为如此,NURBS曲面特别适合做出各种复杂得曲面造型与表现特殊得效果,如人得面貌或流线型得跑车等、1、点数据处理扫描仪得到得数据会引入数据误差而且数据量庞大,为了后续工作方便准确进行需要去除数据中得坏点、减少噪音、平滑数据、分块数据整合对齐、在保证精度与特征得条件下进行数据精简、同时由于测量方法与测量设备得影响会出现数据缺口,这就需要对数据进行编辑来补齐数据。
数据处理主要有一下几个方面:●噪声过滤●数据光顺●数据精简2、多边形处理阶段多边形处理阶段就是在点云数据封装后通过一系列技术处理得到完整得多边形数据模型,为曲面处理打下基础。
在多边形处理阶段首先要“创建流型”来删除模型中非流型得三角形数据,否则在后续处理中由于存在非流型得三角形而无法继续处理、对于片状得模型可以创建“打开”得流型,对于封闭得多边型模型可以创建“封闭”得流型！本例中叶片模型需要创建“封闭”得流型来删除非流型得三角形。
基于Geomagic Studio的工业电阻线圈逆向工程设计
边形模 型和 网格 的创建 ，实现 Ｎ Ｒ Ｓ曲面 的 自动转 换和边 角 ＵＢ 拟合 ，缩短 了建模 时间 ，提高 了建模效率。
的测量手段 对实物 或模型进 行测量 ，根据测 量数据通 过三 维
几 何 建 模 方 法 重 构 实 物 的 Ｃ Ｄ 型 的过 程 。 采 用 逆 向 工 程 的 Ａ模
本文 以工业 电阻线 圈为 例 ，通过 利 用逆 向工 程技术 ，与
Ｇ ｏ ａ ｉ ｔｄ ｏ １ ． 件 的 后 处 理 和 三 维 模 型 重 建 功 能 来 ｅ ｍ ｇｃＳ ｕ ｉ １Ｏ软
完成 电阻线 圈的数字化 三维建模 ，以满足 精密工 业测量和 产
品 研 发 的 需 要 ，并 缩 短 了建 模 时 间 ，提 高 了建 模 效 率 。
模型。
四 、模 型 分 析
为提 高 逆 向工 程 技 术 重 建产 品数 模 的二 次 设 计 能 力 ，需 理 解 实物 原 型 的 设 计 意 图及 造 型 方 法 ，并 基 于 测 量 数 据进 行原 始
设计参数还原 ，以便对其进行参数化设计 ，从 中发现规律 ，然
后 重 建 与原 始 设 计 意 图 一 致 的 产 品数 字 化 模 型 进 行 新 产 品 开
Ｇ ｏ ａ ｉ ｔｄ ｏ １０软 件 是 美 国 Ｒ ｉｄｏ （ 滴 ） 公 ｅ ｍ ｇｃ Ｓｕ ｉ ｌ ． ａｎ ｒｐ 雨
近 年 来 ，逆 向 工 程 技 术 在 机 械 设 计 领 域 中得 到 了广 泛 的 应 用 ，越 来 越 多 产 品 的 异 型 曲 面 采 用逆 向工 程 技 术 快 速 完 成 数 字 建 模 ，加 快 新 产 品 的 更 新 换 代 ，提 高 外 观 的 新 颖 性 、复 杂 性 及 制 造 精 度 ，降 低 产 品 研 制 开 发 的 周 期 和 成 本 。 逆 向工 程 技 术 的 出现 改 变 了传 统 产 品 设 计 开 发 模 式 ，成 为 现 代 企 业 开 发 新 产 品 的重 要 设 计 手段 。
Geomagic Studio逆向工程软件
Geomagic Studio逆向工程软件Geomagic Studio 能够将三维扫描数据和多边形网格转变为用于逆向工程、产品设计、快速成型和分析的准确三维数字模型。
作为将三维数据转换为参数模型的最快方式，Geomagic Studio整合所有领先的机械CAD 软件(如Pro/E, SolidWorks和CATIA等)并输出行业标准格式，包括原始CAD 文件、STL、IGES 和STEP。
Geomagic Studio 提供参数建模能力并以捕获精确几何体为特征，让您能够自由地选择最适合您应用的建模方法。
功能特点1.扫描数据处理处理大型数据集从所有主要的三维扫描仪和数字化设备中采集点数据优化扫描数据(通过删除体外孤点、减少噪音点和其他可用工具)对齐与合并多个扫描数据集自动或手动拼接多个点云2.点和多边形网格编辑通过随机采样、统一采样或曲率采样降低点云数据集的密度由点云数据创建多边形网格修改、编辑和清除多边形模型一键自动检测并纠正多边形网格的误差识别和创建模型中的特征修复和锐化边界支持多种文件输出格式包括完全嵌入式3D模型PDF格式、STL、OBJ、VRML1、VRML2、DXF、PLY和3DS3.参数化建模自动或手动将模型中的曲面归类(平面、柱面和其他)自动扩展和修剪表面，在相邻曲面间创造完美的锐化边界使用现有工具和参数控制曲面拟合无缝传输参数曲面、实体、基准和曲线到CAD中以自动构建自然的几何形状直接整合主要的CAD软件包自动修剪表面和实体以快速创建参数模型由平面、柱面、锥面、拉伸面、旋转面和自由形状曲面组合创建出单一缝合曲面提取优化的轮廓曲线使用检测选项、顺序查看命令或可视化工具分析曲面拟合结果4.精确曲面建模一键式由多边形模型自动创建水密的NURBS曲面通过手工绘制曲线轻松创建新的曲面片布局自动定义UV参数化根据公差自适应拟合曲面(C0和C1)确保各曲面片间C1连续创建相似对象的快速曲面模板拟合尖锐xx和平面区域使用向导对话框来检测和修复曲面片错误支持多种文件输出格式，包括IGES、STEP、VDA、NEU、SAT技术参数1.扫描数据格式Geomagic Studio支持所有的三维数字化仪、照相机和扫描仪的XYZ/ASCII格式。
逆向工程后处理操作简述
逆向工程后處理操作簡述—Pro/E補面1.后處理的意義：掃描后的點云數據經過第三方軟体（以Geomagic Studio為例）處理后成爲曲面，但是它還不能成爲實體，不能為後續的設計、加工以至于生産所使用。
我們需要借助CAD軟体對這個曲面進行后處理，使之成爲與原始模型相符合的三維實體模型，從而便於之後的工作。
在這裡我們使用PTC公司的Pro/E軟体來介紹后處理的操作方法。
2.后處理操作步驟：2.1導入數據：2.1.1啓動Pro/E並設置工作目錄。
圖一啓動Pro/E和設置工作目錄2.1.2新建一個PART文檔，取消勾選Use default template，點選OK后，在接下來的窗口中的Template對話框中選擇mmns_part_solid，點選OK 如下圖：圖二新建文件2.1.3導入經過處理后的*.IGS數據。
選擇Insert/Shared Data/From File，在彈出的窗口中選擇需要導入的*.IGS數據，點選OPEN，然後會彈出兩個對話框，一個是Information Window，選擇Close；另一個是提示選擇Coordinate System，點選箭頭選擇系統的坐標系PRT_CSYS_DEF，點選OK導入數據如下圖：圖三導入數據2.2觀察導入數據：選擇圖標按鈕使模型以No Hidden方式顯示如圖四：模型中紫色綫條表示曲面閉合，粉紅色綫條表示曲面不閉合。
圖四導入數據2.3使用重定義命令修補破面：2.3.1進入曲面修補模塊。
在模型樹中選擇Import Feature，選擇Edit/Definition命令進入修補界面，操作如圖五：圖五修補界面2.3.2選擇Geometry/Heal Geometry/Manual/Zip Gaps/Auto Select/ Zip Gaps/Accept，獲得首次修補的曲面。
這個操作的功能是縫補破面的縫隙。
在這個過程中有一個參數：Max Gap Dist它可以調節所縫補破面的最大縫隙。
geomagic studio逆向原理
正文一、geomagic studio简介Geomagic Studio是一款专业的逆向工程软件，通过使用Geomagic Studio，用户可以将现实世界中的物体数字化，然后对其进行修改、分析和设计。
这一软件可以广泛应用于工业制造、医疗器械、汽车设计等领域。
二、逆向工程原理逆向工程是指将实物产品通过扫描、测量等方式转换为数字模型的过程。
在Geomagic Studio中，逆向工程的原理主要包括以下几个步骤：1.扫描：利用3D扫描仪对实物进行扫描，将其表面的形状和结构数字化。
扫描仪可以采集物体表面的点云数据，并将其转化为STL格式或其他的3D文件格式。
2.数据处理：通过Geomagic Studio对扫描得到的数据进行处理，包括去除噪声、修复缺陷、合并数据等操作。
这一步骤需要使用软件中的各种工具和算法，以确保数据的准确性和完整性。
3.建模：利用处理后的数据，在Geomagic Studio中进行建模操作，可以生成精确的数字模型。
建模可以根据具体需求进行，包括对原始形状的修正、添加细节、拟合曲面等。
4.分析：对建模后的数字模型进行分析，包括测量尺寸、比较实物和数字模型之间的差异、生成工程图等。
这些分析结果可以为后续的产品设计和制造提供参考。
5.修改：根据分析的结果，对数字模型进行必要的修改和优化。
Geomagic Studio提供了丰富的编辑工具和功能，可以快速调整模型的形状和结构。
6.输出：通过Geomagic Studio可以将修改后的数字模型输出为STL、STEP等格式，用于后续的CAD设计、3D打印、数控加工等应用。
三、逆向工程在工业制造中的应用逆向工程在工业制造中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.快速建模：利用逆向工程技术，可以快速生成现有产品的数字模型，为产品的再设计和改进提供基础。
这对于产品的快速开发和迭代非常有帮助。
2.质量检测：通过逆向工程，可以对产品进行精确的测量和分析，快速发现产品质量问题并进行改进。
基于Geomagic studio和DesignX的端盖逆向设计
为研究对象，利用 Geomagic studio 软件对三维扫描仪采集
选择工具栏中 【套索选择工具】，勾画出端盖的外轮
大量的坐标点，进行点云处理，再利用 DesignX 软件逆向设 廓，点云数据呈现红色，点击鼠标右键选择“反转选区”，选
计 悦粤阅 模型，利用这种方法较好地缩短产品的研发周期。 择菜单【点】【删除】或按下 Delete 键。
形选择”，便于后续操作。
据分析结果，本零件逆向设计尺寸符合要求，结果如图 2
执行“参考平面”命令，弹出“追加参考平面”对话框， 所示。
方法选择“提取”，在模型中选择上一步骤中的领域 1，单
击“预览”，绘图区将预显平面 1，单击“姨”，生成参考平面
1。然后执行“参考线”命令，弹出“追加参照线”对话框，方
于删除零件外的点。为了方便观察点云数据，可设置
程，已经在现代加工企业产品的开发设计中广泛应用，尤其 旋转中心并配合放大、缩小或旋转功能进行操作。在操作
对于汽车覆盖件、摩托车油箱盖等复杂曲面零件的设计很 区域点击鼠标右键，选择“设置旋转中心”，在点云适合位
有用，因为其产品形状和尺寸是无法描述的[1]。本文以端盖 置点击。
在拐角处离主点云很近但不属于它们一部分的点。“尺寸”
于标志点不要粘贴在一条直线上，且不要粘贴对称。 按默认值 5.0，点击上方的“确定”按钮。点云中的非连接 公共标志点至少为 4 个，但因扫描角度等原因，一般建议 项被选中，并呈现红色。选择菜单 【点】【删除】 或按下
5-7 个为宜；标志点应使相机在尽可能多的角度可以同时 Delete 键。
法选择“检索圆柱轴”，在模型中选择领域 2，单击“预览”，
绘图区将预显参考线 1，单击“姨”。
选择“面片草图”命令，弹出“面片草图的设置”对话
第2章逆向工程数据测量及处理
Geomagic Studio基本操作
菜单栏 工具条 管理器面板
用 户 界 面
信息面板
视窗
状态文本
计时器
滚轮：缩放 MB2：旋转 MB2 +Ctrl：激活多个对 象 MB2 + Alt：平移 MB2 +Shift +Ctrl ：移动 模型
MB3：子菜单 MB3 +Ctrl：旋转 MB3 + Alt：移动 MB3 +Shift：放大或 缩小
传已 统不 的能 测满 量足 工要 具求 及 手 段
呼唤三维检测技术，新一 代测量设备的诞生
2-2 测量方法的分类及特点
表面数据测量
非接触式 光学式
三 角 形 法 结 构 光 法 激 光 干 涉 法 计 算 机 视 图 法 CT 测 量 法
接触式 触发式
超 声 波 法
非光学式
MRI 测 量 法 层 切 法
MB1：选择 MB1+Ctrl：放弃选择 MB1+Alt：调整光源的入射角度和 亮度 MB1+Shift：设置激活模型
鼠 标 控 制
2-6 扫描数据点阶段处理技术
一、点云编辑：
目的：Geomagic Studio 点阶段是从硬件设备 获得点云后进行一系列的技术处理，在保留几 何形状的同时，用各种取样命令来降低点数， 从而得到一个完整而理想的点云数据。
多边形阶段
成形阶段
•基于曲率的孔填充 •多边形编辑 •边界修补 •特征构建 •特征识别 •特征线选取 •边界构建 •面片组织
CAD/CAM/CAE
• Geomagic Studio模块简介
1
参数转换模块 Fashion模块 形 状 模 块
毕业设计——基于Geomagic studio的塑料玩具逆向设计
随着社会的不断发展，现如今正在处在第三次工业革命的阶段，逆向工程技术便是第三次工业革命的产物。
本文针对灰太狼塑料玩具进行逆向设计，论述了逆向工程技术关键技术、玩具设计原则、Geomagic studio逆向设计软件等。
详细阐述了灰太狼塑料玩具逆向设计过程，并运用快速打印技术完成了产品的成型。
实践证明，运用逆向工程和快速打印技术，缩短了产品设计时间。
【关键词】：逆向工程；塑料玩具；快速打印；Geomagic studio引言 (3)一、逆向工程的基本概念 (4)（一）逆向工程技术的定义 (4)（二）逆向工程的应用领域 (5)（三）逆向工程的关键技术 (6)（四）小结 (8)二、玩具设计的定位 (8)（一）玩具的发展历程以及发展趋势 (8)（二）玩具类型以及消费定位可行性分析 (9)（三）小结 (10)三、逆向软件的介绍（Geomagic、UG） (10)（一）Geomagic工作界面 (10)（二）Geomagic模块简介 (11)（三）Geomagic基本操作 (11)（四）Geomagic的处理流程 (12)（五）小结 (13)四、玩具逆向设计造型具体制作 (13)（一）点云数据的采集 (13)（二）点云数据的编辑 (15)（三）玩具模型再现 (16)（四）灰太狼曲面修改 (17)（五）曲面成型 (19)（六）成型后曲面分析 (20)（七）小结 (20)五、逆向成型UG效果渲染呈现 (20)六、灰太狼的快速打印与内部雕刻成型 (22)（一）3D打印技术 (22)（二）灰太狼的快速成型 (22)（三）激光内部雕刻 (23)总结..................................................... 错误!未定义书签。
参考文献................................................. 错误!未定义书签。
谢辞..................................................... 错误!未定义书签。
逆向工程实验2-数据处理或曲面重构
实验二数据处理或曲面重构专业：班级：日期：小组成员：一、实验目的：1、主要介绍测量数据处理或曲面重构的基本原理；2、学习掌握数据处理或曲面重构的方法。
学习Geomagic Studio逆向设计软件的操作方法；3、完成对模型的多边形阶段处理。
二、实验要求：对多边形数据进行一系列的技术处理，为快速成型提供理想的数据模型。
三、实验方法：将实验一合并后的数据导入Geomagic Studio软件，进行多边形阶段或形状阶段的数据处理，得到理想的完整的曲面模型。
四、所需的设备、仪器、工具或材料1、逆向设计软件Geomagic Studio 10.0；2、电脑。
五、步骤及要求（根据模型的具体情况选择步骤）：一、数据的导入。
将实验一的模型导入Geomagic Studio软件中，从而对模型进行数据处理或曲面重构。
如图1：图1-1 数据导入图二、数据处理或曲面重构。
1、进入多边形阶段，对模型进行处理。
首先，进行“隐藏点云数据”的操作。
在左边【模型管理器】右键点击【隐藏】，如图2-1-1所示。
2-1-1隐藏点云数据创建流形，删除模型上的一些非主流三角形。
点击【多边形】中的【创建流形】，选择【打开】。
然后进行【空填充】，通过观察，发现除了模型自身孔（即底部的大孔）以外，还有4个空分别位于耳朵两侧和两手臂下侧，如图2-1-2所示。
所以需要分别对这4个孔进行填充。
对于这四个孔，均可采用【生成桥】的方式进行填充。
填充后数据如图2-1-3所示。
图2-1-2 数据缺失形成的孔图2-1-3 填充孔后的数据图2、修复相交区域点击【多边形】，选择【修复相交区域】，弹出的对话框内会显示相交的三角形数量，点击【确定】。
完成此项操作。
此时，若重复操作，会弹出“没有相交三角形”的对话框，如图2-1所示。
故可确定在以后的操作中不会遇到麻烦的问题。
图2-1 修复相交区域3、简化多边形点击【多边形】，选择【简化】，“减少模式”中选择【三角形计数】，【减少到百分比】选80%。
基于Geomagic Desgin X计算机逆向建模技术与应用研究
第22卷第10期2020年10月天津职业院校联合学报Journal of Tianjin Vocational InstitutesNO.10Vol.22Oct.2020基于Geomagcc Desgin X计算机逆向建模技术与应用研究徐彤(天津市和平区新华职工大学，天津300070)摘要：逆向建模是从实际现有的实物实体到CAD数据模型的建模过程。
计算机逆向建模技术在逆向工程和产品三维设计中应用广泛。
文章基于Geomagic Desgin X软件，阐述计算机逆向建模过程与特点。
采用Geomagic studio进行点云数据处理，然后采用Geomagic Desgin X软件进行逆向建模，最后，通过“Accuracy Analyzer”工具完成模型的偏差分析，论证模型重构后的精度水平。
关键词：逆向建模；Geoma g ic Desgm X；应用研究中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号：1673-582X(2020)10-0118-071逆向建模逆向建模，也称为反求建模，是指由实际现有的实物产品生成CAD几何模型，进而可实现通过计算机复制实体,并在原模型基础上进行修改、创新等再设计。
目前，逆向建模技术主要应用在汽车制造、航空、机械制造、个性化产品设计等行业。
与此同时逆向建模技术也发展成为了计算机辅助设计领域中重要的新兴应用研究方向。
逆向建模过程中的核心环节包括实物的点云数据信息采集，点云数据处理与封装,对面片数据进行特征分析与逆向建模建造，具体流程图如图1所示。
本文以实物葫芦为例，通过三维扫描仪获得葫芦实物的三维点云数据，并导出相应的点云数据文件,再利用Geomagic studio2016软件对葫芦实物的点云模型进行预处理与封装，形成面片数据。
最后借助专业逆向设计软件Geomagic Design X实现利用曲面面片数据实现模型重构的过程，通过计算机逆向建模软件得到葫芦实物的三维数字化CAD模型。
Geomagic11.0逆向实例解析Reverse Engineering
老鼠香薰盒逆向工程Reverse Engineering 目标：这个例子将带你经过Geomagic Studio 工作流程的每个阶段。
你将以Point phase 点阶段开始，这个阶段里你将处理点云对象并准备数据用来封装（wrap ）。
一旦对象被封装，你将进入polygon phase 多边形阶段，这个阶段里你将在多边形对象上填充孔、移除如何肿块或压痕。
这时你将进行到Shape phase 形状阶段，这个阶段里你将在多边形对象上拟合NURBS曲面。
Pointphase 点阶段Shape phase阶段打开文件：打开的数据可以是点云或多边形。
在这例子里，打开的是点云数据1打开文件—文件-打开（选择所需要的文件）打开文件出现这种图标（比率选择100% -表示点云的数目将全部显示出来）点击确定出现这种图标按确定后开始进入点云模式刚打开的点云文件按ctrl+D组合键可以把点云居中在视图区域，在视图区域点击右键-着色-着色点（对物体进行着色）（在geomagic软件中，整个物体是由点到面来形成的，每三个点形成一个三角形，再由三角形组成小面再到大面）2.开始处理在点阶段的物体的点。
1）点击第一个图标《选择非连接项》作用：是把远离物体的或没有和物体连在一起的无用点选定 再用Delete 键或图标把无用的点删除掉2）点击第二个图标《选择体外孤立点》作用：把物体比较分散的点去除一部分 敏感性参数一般在60～80%左右3）第三个图标《减少噪音》作用：起到光滑曲面的作用，并且在预览行速度）再点击图标框对物体进行采样分析再通过调整平滑级别的大小对物体表面进行光滑调整来达到理想的平面效果迭代：相当于高数的阶数（一阶二阶…）使用时一般选择1～2 数目越高曲面越平滑电脑计算得越久，但对一些曲率大的曲面会造成较大的误差。
点击预览后可以点击显示差别 可以很清楚了解到曲面的偏差指数《减少噪音》的缺点：对物体外形会造成误差，多边形阶段也有减少噪音功能，不过不能预览曲面的平滑效果，也可以进行多边形阶段后再回到点阶段进行减少噪音。
geomagic逆向工程技术教程
Geomagic 逆向工程技术——保持Mustang装配线不停运转Jill R. Aitoro2005-11-23e-Works 本文是福特汽车使用Geomagic逆向工程软件重建模具的案例。
这一决定为福特汽车带来了实际的经济效益。
希望对我国的各厂商也有一定的启示。
当冲压模具报废的时候，生产制造会被迫停滞。
汽车制造商大多无法承受发生这样的停滞发生。
正是这个原因，促使福特(Ford)公司求助Detail Technologies公司对两个要达到使用寿命的野马汽车(Mustang)冲压模具实施逆向工程。
Detail Technologies能生产新模具并且可以复制注塑模、冲压模、压铸模及其各个部件。
公司利用Geomagic Studio逆向工程软件，Geomagic能够将实物零件三维扫描得到的点云, 自动地转换成精确的数字模型，以用于下游CAD/CAM/CAE系统和机械加工及分析。
通常，送到Detail Technologies公司的模具钢已经是先按CAD数据被切削加工过，然后再通过手工精度调整精确地制成零件。
这道微调工序是模具复制过程中最难、最具挑战性的技术。
“冲压钢不是一门精密科学，这些钢通常与设计意图有所不同。
”Detail Technologies公司的逆向工程专家John Amos说到。
“最终这些钢会被修复，替换或复制。
”“除非是那些极具远见的客户有未来能够参考标准的数据，”Amos说，“否则，为了复制这些冲压钢，必须经历上述各种单调的工作程序。
”当用于冲压和二次精加工野马汽车(Mustang)横梁（梁机构的一部分）的钢模具达到使用寿命时，福特公司才发现自己所面临的情况危急。
与其投资4亿美元来重新制作一套模具来生产仍在市场上的这款野马汽车，福特公司选择用逆向工程重建已老化的模具，这样可以在近继续生产仍在市场上的车型，又不至于在这个款型退出市场后，花巨资制作的新模具被白白浪费掉。
重建模具避免重整汽车型号“冲模”是用来生产造冲压件的模具。
geomagic甲克虫的逆向工程
geomagic甲克⾍的逆向⼯程甲壳⾍的逆向⼯程Reverse Engineering of Beetle⽬标这个例⼦将带你经过Geomagic Studio⼯作流程的每个阶段。
你将以Point Phase点阶段开始，这个阶段⾥你将处理点云对象并准备数据⽤来封装(wrap)。
⼀旦对象被封装，你将进⼊Polygon Phase多边形阶段，这个阶段⾥你将在多边形对象上填充孔、移除任何肿块或压痕。
这时你将进⾏到Shape Phase形状阶段，这个阶段⾥你将在多边形对象上拟合NURBS曲⾯。
Point Phase点阶段Polygon Phase多边形阶段Shape Phase形状阶段打开数据打开的数据可以是点云或多边形。
在这例⼦⾥，你将使⽤⽆序点数据。
1.打开⽂件car.wrp。
a.点击File⽂件 > Open打开或点击Open File打开⽂件图标查看数据我们需要知道这个对象看上去象什么。
⽤⼀些功能可以改变对象在视图区域⾥的显⽰效果，这样更好的理解我们的任务。
1.着⾊扫描对象便于理解对象的形状。
a.点击View视图 > Shading着⾊ > Shade Points着⾊点对象出现曲⾯化视图。
这样你可以看出对象象什么⽽且知道该对它做些什么。
被着⾊的点数据2.你可以⽤许多命令如旋转和缩放来得到更好的对象视图。
a.放指针在视图区域，按压不放⿏标中键或按压CTRL+⿏标右键。
b.拖动视图区域内指针。
注意对象将旋转。
c.⽤⿏标滚轮或SHIFT+⿏标右键来放⼤缩⼩。
指针的位置控制着缩放的中⼼。
d.⽤ALT+⿏标右键来平移视图。
近看着⾊点云3.重载视图区域以致整个对象能被查看。
a.点击View视图 > Fit Model to View 将整个模型投影到视窗中或点击FitModel to View将整个模型投影到视窗中图标净化点数据扫描时你可能⽆意地扫描了背景物体，如桌⾯、墙、固定装置等等。
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基于Geomagic Studio的逆向工程数据处理技巧摘要:基于Geomagic Studio系统环境,从对产品进行数据采集,到对产品的的反求制作研究,详细的介绍了产品的逆向工程中的各个环节,分析了在各个环节中遇到的问题,并提出解决问题方法。
关键词:逆向工程数据处理技巧
1 逆向工程概述
逆向工程是逆向思维的一种工程实践,广义的逆向工程包括几何形状逆向、工艺逆向和材料逆向等诸多方面,是一个复杂的系统工程。
一般的逆向工程也称几何逆向,是指在没有设计图纸或者设计图纸不完整的情况下,对产品的实物进行测量、数据处理,并在此基础上构造出产品的三维CAD模型,进行再设计的过程。
而传统的产品实现通常是从概念设计到样图,再制造出产品,我们称之为正向工程(或顺向工程)。
2 数据采集过程
数据采集是目的是形成一定的图像数据,给后续的三维软件处理提供初始的数据来源。
而数据采集可以采用FARO手持式激光扫描设备进行数据采集,该设备配备了Laser ScanArm三维激光扫描臂和Laser Scanner激光扫描头,可实现对模型表面点云数据的自由测量。
3 数据后期处理技巧
3.1 去除体外点
在扫描被测对象时,可能会无意中扫描到一些背景物体(如桌面、墙、固定装置等),即在对象周围可能存在的体外点。
Geomagic Studio 可通过以下方法擦除这些体外点:
(1)用选择工具手动移除,如矩形工具、椭圆工具、画笔工具或套索工具,也可以按DEL(删除键)进行删除。
(2)让软件自动探测体外点。
点击编辑→选择→与主体分离部分或点击选择不相连的项,改变分隔从中间到低,这样系统会选择在拐角处离主点云很近但不属于它们一部分的点,即可删除体外点。
(3)对于仍然存在的一些游离点,点击编辑→选择→体外点,改变敏感性到85左右,这样会选中残留的偏离点,然后确认擦除。
3.2 去除噪音点
在扫描过程中,由于扫描设备轻微震动、扫描校准不精确等原因,有可能将一些噪音点引入数据中,表现为曲面对象粗糙、不均匀。
可以通过以下方法减少噪音点:
(1)点击点→减少噪音,选中自由格式形状选项,如果被测对象有棱边等特征,可用其他选项;移动平滑级别滑杆到无,表明不对对象应用减噪功能,这样做是为了检查当前对象是否需要减少噪音。
(2)改变平滑级别的改变程度,同时打开显示偏差,定义预览点为3000,代表被封装和预览点的数量。
重复减少噪音点的步骤,直至满意的数据状态。
3.3 去除压痕等不规则特征
利用去除特征命令可以快速去除对象上变形的特征,使用砂纸命令来交互式光顺或松弛对象上的特征区域,该命令减少了先删除选中的几何形状、再基于曲率填充空隙的步骤。
压痕不规则特征去除处理前后如图1,处理后的模型光滑很多。
3.4 简化和细化多边形
后续的数据处理后需要精度很高的模型,要对模型进行多边形细化。
简化多边形命令可以在曲率较小的区域减少三角片,而在曲率较大的区域保持三角片数量。
具体操作方法:点击多边形→简化多边形或点击简化多边形图标。
选中形状保持选项,定义目标三角形计数为45600,可将三角片数量减少到原来数量的30%左右,然后点击应用。
简化多边形处理前后图如图2所示。
4 产品模拟加工
在Geomagic Studio软件环境下,曲面拟合后模型保存为igs格式文件,导入到UG等三维软件中,应用一些具体的特征命令后,将修改后的文件导入到Mastercam等具有CAM加工模块的软件中,设置相应的参数,进行模拟加工后生成符合加工要求的G代码。
参考文献
[1]成思源,谢韶旺．Geomagic Studio逆向工程技术及应用.清华大学出版社,2010．
[2]陈雪芳,孙春华．逆向工程与快速成型技术应用．机械工业出版社,2009．
[3]吴永强．精通UG NX 5+IMAGEWARE逆向工程设计．电子工业出版社,2008．
[4]周鸿斌．Mastercam X4基础教程．清华大学出版社,2010．。