UG软件在逆向工程中的应用

图1 输入数据

三、通过点构造曲线

1.在连线过程中，一般是先连特征线点，后连剖面点。在连线前应有合理的规划，根据此车的形状和特征确定如何分面，以便确定哪些点应该连接，并对以后的构面方法做到心中有数，连线的误差一般控制在0.4mm以下。

2.常用到的是直线、圆弧和样条线（spline），其中最常用的是样条线。一般选用“through point”方式，阶次最好为3阶，因为阶次越高，柔软性越差，即变形困难，且后续处理速度慢，数据交换困难。

3.因测量时有误差以及模型外表面不光滑等原因，连成的样条线不光顺时还需要进行调整，否则构造出的曲面也不光滑。调整时常用的一种方法是Edit Spline，一般常用Edit pole 选项，包括移动、添加控制点以及控制极点沿某个方向移动，方便对样条进行编辑，此外，曲线的断开（divide）、桥接（bridge）和光顺曲线（Smooth spline）也经常用到。

总之，在生成面之前需要做大量的调线工作，调线时可以使用曲率梳对其进行分析，以保证曲线的质量，如图2所示。

图2 构造的曲线

四、构造曲面

因为车身要求有流畅的外形、光顺的外表面，因此在构造曲面的时候，要分成若干曲面进行，尤其要保证面和面之间能够相切连续或曲率连续，这样才能形成一个没有接痕的曲面。另外，构造曲面时，还要根据具体情况选择合适的构造方法。

1.构造曲面的方法

(1)最常用的构造方法是Though Curve Mesh，不仅可以保证曲面边界曲率的连续性，还可以控制四周边界曲率（相切），而Though curves只能保证两边曲率。

(2)使用较多的还有nxn命令，可以动态显示正在创建的曲面，还可以随时增、减定义曲线串，而曲面也将随之改变。同样，还可以保持与相邻面的G0、G1以及G2连续。

(3)在构造曲面时，经常会遇到三边曲面和五边曲面。一般做条曲线，把三边曲面转化为四边曲面，或将边界线延伸，把五边曲面转化成四边曲面，用以重构曲面。其中，在曲面上，做样条线（curve on surface）和修剪（trim）是常用到的两个命令，如图3所示。

图4 曲面的偏值

图4中的箭头表示偏值的方向，如果箭头反向，只要输入负值即可。

不是任何曲面都能够实现偏值，不能实现偏值一般有以下几种原因：

(1)由于曲面本身曲率太大，基本曲面有法线突变的情况；

(2)偏值距离太大而造成偏值后自相交，导致偏值失败（本文中把小车片体统一偏值2毫米）；

(3)被偏值曲面的品质不好，局部有波纹，只能修改好曲面后再进行偏

值；

(4)还有一些曲面看起来很好，但就是不能偏值，遇到这种情况可用Extract Geometry 转化成B 曲面后再进行偏值。

以上四种情况在构造曲面时都可能遇到，要学会分析其原因。

2.曲面的缝合

偏值后的曲面还需要裁剪或者补面，用各种曲面编辑手段构建内表面，然后缝合内表面和外表面。缝合时，经常会缝合失败，一般有下列几种可能。

4.生成实体

把内、外表面和横截面缝合成一个闭合的片体，则片体将自动转化为实体，如图6所示。

图6 实体

六、小结

总之，用UG软件做逆向设计是比较耗时的，而且在点云的处理和构建片体方面，都不如专业逆向软件（如Surfacer、Rapidform等）方便。但是，UG做逆向设计的一些思想和方法，比如如何构线和构面、如何根据产品特征进行规划以及分割产品等，对使用专业逆向软件做逆向设计也会有所帮助，实际上，这也是做好逆向设计的关键。

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