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U G 软件在逆向工程中的应用新疆天业集团公司模具中心 (石河子 832000) 刘 军 王荣霞 逆向工程是指对已有实物或模型利用数字化测量仪器进行测量获得数据,对点阵数据进行格式转换、分析并生成曲线后创建三维模型,利用现代数控加工技术进行零件制造的过程。
凸轮机构在自动机械和自动控制装置中有着广泛的应用。
本文以凸轮的加工制造为例,介绍U G 软件在逆向工程中的应用。
11获得数据点阵工作步骤:(1)根据用户提供的样品和具体要求,分析样品需要重点测量的部分。
(2)采用合适的数字化测量仪器。
常用的数字化设备有三坐标测量机、数控仿形机床、专用数字化仪、雷射追踪站和扫描仪等。
(3)确定测量方案。
(4)输出数据点阵。
众所周知,凸轮的关键部位有两处,一处是凸轮的轮阔部分,另一处是凸轮的定位安装部分。
这两处决定了凸轮机构能否正常工作以及运动的平稳性。
图1 凸轮数据点阵凸轮的轮廓线原始数据为利用公式计算得到的,因此为了保证原始曲线还原的准确性,测量精度应选择高一点。
采用三坐标测量机对样品进行三维扫描的具体测量方法为:锁定Z 轴(最好高度定在凸轮槽中间),确定扫描方向后,沿每条轮廓依次扫描。
选择扫描间距为012mm 。
获得的凸轮数据点阵如图1所示。
为了便于将数据点阵导入U G 软件,应将测得的数据存储为1IGS文件(如TULUN 1IGS )。
21创建三维模型在U G 中,新建一个后缀为1PRT 的文件(如TU 2LUN 1PRT )。
具体创建方法:单击FIL E (文件)菜单中IMPORT (导入)命令,用IGS 命令将TULUN 1IGS 文件导入。
成功导入1IGS 文件后,在U G 软件的建模方式下,选择添加SPL INE (多义线)命令,注意在此操作过程中一定要将ClosedCurve 设置为如图2所示。
图2 Closed Curve 设置通过矩形框选择方式选择点阵,注意在选择起始点和末点时一定要选取同一轮廓线上的相邻点。
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。
U G逆向造型的原理、一般方法和技巧本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March逆向工程一、什么是逆向工程1.什么是逆向工程？不借助于绘图、文档资料或者已有的计算机模型，将一个现有的工件、分总成、或者产品进行复制的过程，被称之为“逆向工程”。
该过程通常需要有相应的硬件设备和软件来完成。
2.什么场合需要逆向工程？·某一产品的原始制造商不再生产该产品；·原始产品设计时没有保留合适的文档资料；·原始制造商已经没有了，但是客户还需要它的产品；·原始设计的文档资料丢失或者根本就没有；·某个产品中不好的特征需要重新设计，比如,过度磨损的地方表示该处必须加以改进；·在长时间的使用之后，加强某个产品好的特征；·分析竞争对手产品好坏特点；·为改善产品的性能和特点而探索新的方法；·获得竞争对手的基准测试方法，理解竞争对手的产品来开发更好的产品；·原有的CAD模型不够支持现有的修改和加工方式；·原有的供应商不能或者不愿意提供额外的工件；·原有设备的制造商不愿意或者不能提供替换工件、或者因为唯一的工件来源而漫天要价；·用更现代的、廉价的技术来更新废弃的材料或者过时的加工工艺。
3.逆向工程的过程：·明确系统的各个组件以及它们之间的内在联系；·以另外一种形式或者更高抽象的技术水平，来创建和表示系统；·建立该系统的物理表达形式。
4.开始进行逆向工程之前，需要注意的几个重点逆向工程通过获取它的物理尺寸、特征和材料特性，可以复制某个现有的工件。
在打算进行逆向工程之前，需要进行很好的费用/效益分析以评估逆向工程项目的合理性。
典型地讲，如果被复制的东西有高价值，或者可以进行大规模的生产，逆向工程是比较节省费用的，具有较高的性价比。
本文通过一个电子产品的外壳点云的逆向造型实例讲解UG中点云处理方法和规则外形的逆向造型基本原则，了解UG在处理不同的数据源下的逆向造型方法。
掌握基本的外形拆分方法和外形判断方法。
1. 正向造型法对大多CAD软件来说，逆向造型和正向造型并没有本质的区别，唯一的不同是数据来源不同。
所以对于一些特定类型的造型，可以考虑用正向造型的方法来实现的。
如下图的点云（已转成stl），是nokia858手机的上壳，相对来说形状是比较规则的，并且主要的几个面构成也是比较直观的，所以适合用正向造型的方法来进行。
首先，我们在开始造型之前，应该进行仔细的分析，想像出各个面的主要构成方法以及过渡的可能方式，这样我们才能做到有的放矢。
首先整体形状是有一个围侧面（1）和顶面（7）以及一个类圆角面（2）构成，对于侧面（1），在造形之前我们可以猜测它是扫出的或是混成的。
对于类似这样顶面（7），我一般强烈倾向于扫出面，对于（2），一般用圆角搞定没问题（注意必要的时候切换成conic类型的圆角以更拟合实际情况）。
然后看局部和过度，（3）的面初步猜测应该是顶面offset一定的距离生成，至于是否有呆后面的验证。
（5）面仔细观查会发现和顶面并非一个面，所以需要另一个扫出面来拟合。
（6）面比较难点，是个典型的过度，从顶部的级差过度到侧面的消失，在目前来看可能的做法是作消失面，或者倒圆角（是否觉得不可思议？这里的判断需要建立在想像和经验上）。
后面你会看到这个看似复杂的过度居然真的就可以用圆角搞定。
（4）面什么难度，两个轨迹的可变扫出就可以轻松搞定。
下面我们就开始动手了。
不管形状如何，我想分型轮廓线应该是我们的工作的第一步。
所以我们先作分型面，对于这个实体来说，分型面比较简单就是一个圆弧拉伸面然后用投影到分型面的方法来创建分型轮廓线，注意在草绘的时候利用已有的点云作参考。
目测就行啦。
然后用投影到分型面的方法来创建分型轮廓线，注意在草绘的时候利用已有的点云作参考。
传统的产品实现通常是从概念设计到图样 , 再制造出产品 ,我们称之为正向工程 (或顺向工程 , 而相对于传统的设计而言, “逆向工程” (Reverse Engineering , RE , 也称反求工程、反向工程等 , 它起源于精密测量和质量检验 , 是设计下游向设计上游反馈信息的回路 , 主要是通过 3D 数字化测量仪或光学设备对物理原型进行扫描 , 获得点云数据 , 再通过相应的处理软件如UG/Imageware 等转变成曲面的过程。
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。
在 20世纪90年代初 , 随着现代计算机技术及测试技术的发展 , 逆向工程发展为一项以先进产品、设备实物为研究对象 , 利用 CAD/CAM 等先进设计、制造技术来进行产品复制、仿制乃至新产品开发的一种技术手段 , 其相关领域包括几何测量、图像处理、计算机视觉、几何造型和数字化制作等。
1Imageware 处理逆向工程典型工作流程1.1逆向工程的工作流程逆向工程具体的工作流程是针对实际工作零部件 (样品或模型 , 利用 3D 数字化测量仪或光学扫描仪快速准确地测量样品表面或轮廓线条 , 得到样品点云数据 , 并加以点云数据处理、曲线处理、曲面处理后 , 重构模型并加以分析和加工。
具体工作流程 , 如图 1所示。
图 1逆向工程典型工作流程图1.2Imageware 对点云数据的处理流程在逆向工程的工作流程中 , Imageware 软件主要应用在点云数据处理、模型重建过程及相关误差评价。
主要涉及到以下三个工作过程 :点处理过程、曲线处理过程和曲面处理过程。
逆向改进完善设计样品或油土模型数据处理3D 扫描 CAD 曲面构建CAD 结构设计 RT 快速模具RP 快速成型 UG/Imageware 在逆向工程曲面重构中的应用邹金兰 1张宇2郭勤静 2(1广东工贸职业技术学院机电系 , 广州 510510(2昆明理工大学机电工程学院 CIMS 应用研究中心 , 昆明 650093The application of UG/Imageware on surface recreate of reverse engineering ZOU Jin-lan 1, ZHANG Yu 2, GUO Qin-jing 2(1Guangdong Industry and Trade Profession Technology College , Guangzhou 510510, China(2Kunming University of Science and Technology , Kunming 650093, China!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! "!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! "! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! "【摘要】结合曲面自身特点 , 采用 ATOS 扫描仪对其扫描得到点云数据 , 利用逆向造型软件Imageware 强大的点云数据处理功能 , 采用 4-边界法在 Imageware 中进行点云数据处理、曲线处理、曲面处理等 , 重构曲面模型并进行模型误差评价。
本文通过一个电子产品的外壳点云的逆向造型实例讲解UG中点云处理方法和规则外形的逆向造型基本原则，了解UG在处理不同的数据源下的逆向造型方法。
掌握基本的外形拆分方法和外形判断方法。
1. 正向造型法对大多CAD软件来说，逆向造型和正向造型并没有本质的区别，唯一的不同是数据来源不同。
所以对于一些特定类型的造型，可以考虑用正向造型的方法来实现的。
如下图的点云<已转成stl），是nokia858手机的上壳，相对来说形状是比较规则的，并且主要的几个面构成也是比较直观的，所以适合用正向造型的方法来进行。
首先，我们在开始造型之前，应该进行仔细的分析，想像出各个面的主要构成方法以及过渡的可能方式，这样我们才能做到有的放矢。
首先整体形状是有一个围侧面<1）和顶面<7）以及一个类圆角面<2）构成，对于侧面<1），在造形之前我们可以猜测它是扫出的或是混成的。
对于类似这样顶面<7），我一般强烈倾向于扫出面，对于<2），一般用圆角搞定没问题<注意必要的时候切换成conic类型的圆角以更拟合实际情况）。
b5E2RGbCAP然后看局部和过度，<3）的面初步猜测应该是顶面offset 一定的距离生成，至于是否有呆后面的验证。
<5）面仔细观查会发现和顶面并非一个面，所以需要另一个扫出面来拟合。
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后面你会看到这个看似复杂的过度居然真的就可以用圆角搞定。
<4）面什么难度，两个轨迹的可变扫出就可以轻松搞定。
下面我们就开始动手了。
不管形状如何，我想分型轮廓线应该是我们的工作的第一步。
所以我们先作分型面，对于这个实体来说，分型面比较简单就是一个圆弧拉伸面p1EanqFDPw然后用投影到分型面的方法来创建分型轮廓线，注意在草绘的时候利用已有的点云作参考。
基于UGNX心型糖果盒逆向造型的方法与技巧分析了心型糖果盒在逆向造型过程中存在难点，设计出合理的造型方法与技巧步骤，并用UGNX软件解决在造型出现的问题。
既节约时间和成本，也提高了生产效率。
标签：UGNX；逆向造型；方法与技巧1 引言逆向造型技术和设备现在发展的很快，但在很多中小型制造业企业中，没有先进逆向造型的设备，对于形状不是很复杂，但又必须设计造型，为了节约成本和时间，不会到专门的逆向公司进行设计。
这个任务就交给了产品造型设计师绘制完成。
在现有的简单测绘工具和使用UGNX软件情况下，怎么样进行逆向造型呢？现对心型糖果盒产品的逆向造型的方法与技巧进行介绍。
这样不但成节约成本，而且提高了效率，可以设计出理想的造型。
2 心型糖果盒造型重难点分析心型糖果盒如上图1，此产品外形不大，且不是很复杂的形状，我们使用的工具用游标卡尺和R规等。
心型糖果造型难点有3个：一是外形是不规则的心形状，对测绘的取值点的方法和技巧要求高。
二是心型糖果盒的表面不是平面，是曲面为了绘制曲面，这对找准曲面关键变化点很重要。
三是用UGNX软件有很多种方法可以造型，用哪一种造型方法最适合这个产品的成型。
3 心型糖果盒逆向造型的方法与技巧步骤设置（1）用游标卡尺和R规测绘出外形尺寸，关键是取轮廓最大和最小的点，如图2所示。
再用这些点在UGNX草绘中绘制曲线。
（2）用游标卡尺和R规测绘产品截面形状，关键是测绘出最高点和圆弧角，的再根据上一步骤的最大轮廓值的点，绘制出截面图如图3所示。
（3）产品顶平面有凹下0.85mm的心型形状，按第1个步骤方法测绘出形状轮廓，如图4所示。
再用这些点在UGNX草绘中绘制曲线。
（4）心型糖果盒外形尺寸基本绘制出来。
但构图参数还不够，再在产品外形测绘出两截面弧线，如图5所示。
（5）心型糖果盒外形构架图已测绘完成。
现在关键的是在UGNX软件中，用哪一种造型方法最适合这个产品的成型。
如果用拉伸方法，此方法主要是创建规则的实体图形，这个产品是不规则图形，所以不行。
UG逆向工程应用实例析－正向造型法
本文通过一个电子产品的外壳点云的逆向造型实例讲解UG中点云处理方法和规则外形的逆向造型基本原则，了解UG在处理不同的数据源下的逆向造型方法。
掌握基本的外形拆分方法和外形判断方法。
1. 正向造型法对大多CAD软件来说，逆向造型和正向造型并没有本质的区别，唯一的不同是数据来源不同。
所以对于一些特定类型的造型，可以考虑用正向造型的方法来实现的。
如下图的点云（已转成stl），是nokia858手机的上壳，相对来说形状是比较规则的，并且主要的几个面构成也是比较直观的，所以适合用正向造型的方法来进行。
首先，我们在开始造型之前，应该进行仔细的分析，想像出各个面的主要构成方法以及过渡的可能方式，这样我们才能做到有的放矢。
首先整体形状是有一个围侧面（1）和顶面（7）以及一个类圆角面（2）构成，对于侧面（1），在造形之前我们可以猜测它是扫出的或是混成的。
对于类似这样顶面（7），我一般强烈倾向于扫出面，对于（2），一般用圆角搞定没问题（注意必要的时候切换成conic类型的圆角以更拟合实际情况）。
然后看局部和过度，（3）的面初步猜测应该是顶面offset一定的距离生成，至于是否有呆后面的验证。
（5）面仔细观查会发现和顶面并非一个面，所以需要另一个扫出面来拟合。
（6）面比较难点，是个典型的过度，从顶部的级差过度到侧面的消失，在目前来看可能的做法是作消失面，或者倒圆角（是否觉得不可思议？这里的判断需要建立在想像和经验上）。
后面你会看到这个看似复杂的过度居然真的就可以用圆角搞定。
（4）面什么难度，两个轨迹的可变扫出就可以轻松搞定。
下面我们就开始动手了。
不管形状如何，我想分型轮廓线应该是我们的工作的第一步。
所以我们先作分型面，对于这个实体来说，分型面比较简单就是一个圆弧拉伸面
然后用投影到分型面的方法来创建分型轮廓线，注意在草绘的时候利用已有的点云作参考。
目测就行啦。
然后用投影到分型面的方法来创建分型轮廓线，注意在草绘的时候利用已有的点云作参考。
目测就行啦。
接着创建分中的脊线。
注意这时候应该刻意把类圆角面部分去掉，也就是草绘成尖角的，这样可以最后再作类圆角面以简化构建工作。
并且草绘最好由尽量少的简单元素构成，比如圆弧和spline通常是比较好的选择。
注意两个侧面最好是类似的构成，在这里都是用一个圆弧构成。
如下图所示
对于另一个方向的脊线，因为没有明显的对称性，创建的位置就有点考究了，通常建议在一些特殊的位置创建，比如最高点（这点的向量必然符合正交性的）。
如下图我们作一个通过脊线的最高点的基准面。
然后用这个基准面到restyle下和点云相交出一条线作参考。
借助于上一步的参考线，我们可以方便的创建出另一条脊线，同样的这条脊线也尽量用少而简单的元素构成并且去掉类圆角部分。
侧面也用一条圆弧构成。
目的自然也是为了围侧面创建的规则性。
这样，我们就已经创建出了三条主干轮廓了。
我们创建的原则是简单先行，在这些面中，显然顶面是最简单的，我们先来试试用可变扫出的结果如何。
这个扫出面就用主脊线作轨迹，R260的圆弧作截面进行扫出，这样就可以和上步创建的顶截面相吻合。
然后创建围侧面，为了观查方便，我先把顶面的隐藏了，后面的步骤也是这样，就不作特别说明了。
因为侧面的变化比较快，所以要适当在中间的部分添加一些控制截面。
如下图的两个截面就是新添加的，详细的添加方法看part，同样用restyle的交线作参考侧面用单一圆弧构成。
可以看到侧面的圆弧的变化比较大并且没有简单的规律，所以只好放弃用可变扫出的方法改用混成，为此我们要作出如下图的连线。
线作好了，面就简单了
而对于底部的侧面，就可以用restyle下的指令用一条轨迹和一个截面来扫出
然后就是延伸，合并，大体外形就出来了 .Offset做级差面
下面的圆角没啥特殊的，注意控制的是大小
这个圆角一倒，是不是觉得神似了
完成这一步，实际上这模型的主要难题都解决了，剩下的工作就类似于体力劳动了，这里我也不再累述了，自己研究研究part就好。
（仔细看别人的part好处多多阿）。
等基本外形完成后，你应该进行一下偏差分析，这一步可以借助第三方软件或在proe中用截面线来进行。
对于偏差太大的地方通过调整构造线来进行，必要时候添加额外的辅助线。
但是切记，简单就是好的，一般的产品曲面都是比较规则和简单的。
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