CATIA逆向曲面设计

catia逆向教程Catia逆向教程在Catia中进行逆向工程可以帮助我们对已有的物体进行数字化建模，并获得三维模型。

下面是针对Catia逆向工程的一些基本步骤：1. 导入扫描数据要开始逆向工程，我们需要导入扫描数据。

在Catia中，可以使用“导入”功能将扫描数据导入到软件中。

2. 创建网格模型在Catia中，我们可以使用导入的扫描数据创建网格模型。

通过“创建网格模型”命令，可以将扫描数据转换为三角面片网格。

3. 清理和优化网格一般来说，扫描数据可能会包含一些杂散的或不正确的数据。

我们可以使用Catia提供的工具，如“删除冗余顶点”和“网格修补”，来清理和优化网格。

4. 高度导入将网格模型导入到Catia中后，可以使用“高度导入”来重建模型的曲面。

通过将网格模型与参考几何体进行比较，Catia可以生成逼近原始物体形状的曲面模型。

5. 曲面修复导入的网格模型可能会有一些缺陷或不完整的部分。

我们可以使用Catia的“曲面修复”命令来修复这些问题。

6. 模型修改和优化完成曲面修复后，我们可以对模型进行修改和优化，以便得到最终的设计。

Catia提供了许多功能和工具，如“旋转”、“平移”和“缩放”，以帮助我们实现这些目标。

7. 导出模型最后，完成对模型的修改和优化后，可以将其导出为常见的文件格式，如STL或STEP，以便与其他软件和设备进行交互。

这是一个基本的Catia逆向教程，希望能对您有所帮助。

请记得在实践中灵活运用这些步骤，根据实际情况进行调整和优化。

CATIA曲面逆向工程曲面逆向工程是指将实物产品的曲面数据转化为能够在CAD软件中进行处理和编辑的曲线和曲面数据的过程。

CATIA作为一款先进的三维设计软件，在曲面逆向工程方面提供了强大的功能和工具，使得该过程更加高效和精确。

一、曲面逆向工程的概念和意义曲面逆向工程是指通过对实物产品进行扫描、测量等手段，获取其表面形状和曲线数据，并将这些数据转化为CAD软件所能识别的曲线和曲面数据的过程。

曲面逆向工程的主要目的是为了能够在CAD软件中对该产品进行进一步的分析、修改和设计，从而提高产品的设计效率和质量。

曲面逆向工程在实际应用中有着广泛的意义。

首先，它可以快速准确地获取实物产品的曲线和曲面数据，避免了传统手工方式测量带来的误差和不便，提高了测量的精度和效率。

其次，曲面逆向工程可以帮助设计师对实物产品进行更深入的研究和分析，从而发现和解决产品的设计问题，提升产品的竞争力。

此外，曲面逆向工程还可以为产品的数字化制造提供数据基础，为其后续的CAD/CAM集成提供支持。

二、CATIA曲面逆向工程的基本步骤CATIA作为一款功能强大的CAD软件，提供了多种曲面逆向工程的功能和工具，下面是CATIA曲面逆向工程的基本步骤：1. 数据准备：首先需要从实物产品上获取曲线和曲面数据，常用的方法包括传感器扫描、三坐标测量等。

获取的数据需要经过滤波、平滑等处理，以获得更准确的数据。

2. 数据导入：将获取的数据导入到CATIA软件中，CATIA支持多种文件格式的数据导入，如STL、IGES等。

在导入过程中可以选择合适的坐标系和单位，以确保数据的准确性。

3. 数据处理：CATIA提供了多种数据处理工具，如曲线重构、曲面拟合等。

通过对导入的数据进行处理，可以将其转化为可以直接在CATIA中编辑和修改的曲线和曲面数据。

4. 曲面编辑：CATIA提供了丰富的曲面编辑工具，如拉伸、修补等。

通过使用这些工具，可以对曲面进行编辑、修改和优化，使其更符合设计要求。

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3.4.4 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4.6 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5.3.11 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5.5.14 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6.5 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，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模型的重建⼦系统组织标准MS 美国国家标准协会IGES初始图形交换标准CAM－I 美国计算机辅助制造国际计划VBF实验性边界表⽰⽂件V AD 德国汽车制造协会VDA－FS V AD曲⾯数据交换格式AEROS 法国国家宇航局SET数据传输和交换标准U.S.AIR 美国空军PDDI产品⼴义数据交换接⼝ESPEIT 欧洲信息技术与发展战略计划CSD×I CAD接⼝DIN 德国标准协会V66304V AD程序接⼝V4001特征边界接⼝ISO 国际标准化组织STEP产品数据交换标准⼏何实体，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，CA TIA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。