Geomagic DesignX教程
基于Geomagic wrap和DesignX减速器箱体逆向设计
基于Geomagic wrap和DesignX减速器箱体逆向设计随着科技的不断发展和进步，逆向工程技术逐渐在工业设计领域中占据了重要地位。
逆向工程是指通过对现有产品进行数字化扫描、建模和分析，来获取产品的设计和制造信息的技术手段。
通过逆向工程，可以快速获取产品的三维模型和CAD设计图纸，进而进行产品的再设计、改进和优化。
本文将以减速器箱体为例，介绍如何利用Geomagic wrap和DesignX进行逆向设计的过程和方法。
1. 准备工作在进行减速器箱体的逆向设计之前，首先需要对减速器箱体进行数字化扫描和数据采集。
数字化扫描是逆向工程的关键步骤，它可以将实物产品的表面形状和几何信息转化为数字化的三维数据。
通常可以使用3D扫描仪对减速器箱体进行扫描，获取其表面的点云数据和纹理信息。
扫描时需要注意保持扫描仪与减速器箱体的固定距离和角度，以确保获取准确的扫描数据。
2. 数据处理与转换获得减速器箱体的数字化扫描数据之后，需要对数据进行处理和转换，以便进行后续的建模和设计工作。
Geomagic wrap是一款专业的逆向工程软件，可以对扫描数据进行处理、重建和编辑，同时还可以将扫描数据转化为CAD可编辑的表面模型。
首先需要导入扫描数据到Geomagic wrap软件中，然后对扫描数据进行清理、滤波和填补处理，去除扫描中的噪音和干扰信息，保留准确的减速器箱体表面信息。
接着可以利用Geomagic wrap的建模功能对减速器箱体进行曲面重建和修复，生成高质量的三维表面模型。
3. CAD建模与参数化设计在完成减速器箱体的曲面重建和修复之后，可以将模型导入到DesignX软件中进行CAD建模和参数化设计。
DesignX是一款专业的CAD逆向工程软件，可以对三维模型进行编辑、修复和优化，同时还可以进行参数化建模和特征提取。
通过DesignX软件，可以对减速器箱体进行CAD建模，提取出关键的设计参数和特征，进而进行产品的再设计和改进。
Geomagic Design X1.概述
4. 产品创新设计，采用正向软件对重构的 CAD 数据模型进行创新设计（Siemens NX、Creo、CATIA 等）。
5. 产品模具开发，生产，数控加工，快速成型等。
通过学习 Geomagic Design X 这款逆向设计软件，并对逆向建模案例学习训练， 从而掌 握逆向设计技术，创建出产品的 CAD 数据模型（.stp，.igs 等格式）。
逆向工程概述
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操作界面简介
菜单栏
特征树
工具栏1 视点
模型树
显示
逆向工程概述
工具栏2 属性精 度分析
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操作界面简介
Geomagic Design X 基本操作界面由菜单栏、工具栏、特征树、模型树、显示 / 帮助 / 视点、 精度分析、属性等部分组 成，
① 菜单栏：包含程序中所有的功能，如文件操作等。
逆向工程概述
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选择模式的操作
在模型视图中，鼠标的光标有两种模式。一种是选择模式 ，另一种是视 图模式 ，见表 1-3。点击鼠标中间的按键可切换这两种模式。只有在鼠 标光标是选择模式时才可以选择特征，选择特征的方法，见表 1-4。
视图操作
逆向工程概述
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显示和隐藏视图
Geomagic Design X 提供了一系列对视图进行控制的按钮与快捷键
逆向工程概述
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视点切换方法
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根据世界坐标系，应用视点功能可以从不同的定义方向查看 模型，如图 1-3 所示。每 个视点的功能及其快捷方式如下。
① 主视图：将视点改为主视图（Alt + 1）； ② 后视图：将视点改为后视图（Alt + 2）； ③ 左视图：将视点改为左视图（Alt + 3）； ④ 右视图：将视点改为右视图（Alt + 4）； ⑤ 俯视图：将视点改为俯视图（Alt + 5）； ⑥ 仰视图：将视点改为仰视图（Alt + 6）； ⑦ 等轴视图：将视点改为标准的等轴视图（Alt +7）； ⑧ 逆时针旋转视点：90° 逆时针旋转视点； ⑨ 顺时针旋转视点：90° 顺时针旋转视点； ⑩ 翻转视点：沿垂直轴水平翻转视。
Geomagicstudio软件操作指南设计
Geomagic studio 软件操作指南目录AA004XNCEY软件介绍 (1)1.1 Geomagic公司及其主要产品 (1)1.2 Geomagic Studio软件的使用范围 (1)1.3 Geomagic Studio软件的主要功能 (1)1.4 Geomagic Studio软件的优势 (1)1.5 计算机要求 (2)2. 软件安装 (3)3. 软件功能介绍 (10)3.1 Geomagic studio软件及流程简介 (10)3.2 Geomagic Studio 中鼠标控制和主要快捷键 (11)3.3 Geomagic Studio 软件的基本模块 (11)4.点阶段 (15)4.1 点阶段主要操作命令列表 (15)4.2 实验 (15)5.多边形阶段 (25)5.1多边形阶段主要操作命令列表 (25)5.2实验 (26)5.2.1实验一：毛泽东塑像建模 (26)5.2.2 实验二：建筑物单面墙体建模 (39)6.精确曲面阶段 (46)6.1 精确曲面阶段主要命令列表 (46)6.2 实验 (47)1软件介绍1.1 Geomagic公司及其主要产品Geomagic是一家世界级的软件及服务公司，在众多工业领域如汽车、航空、医疗设备和消费产品得到广泛应用。
公司旗下主要产品为Geomagic Studio、Geomagic Qualify和Geomagic Piano。
其中Geomagic Studio是被广泛应用的逆向工程软件，可以帮助用户从点云数据中创建优化的多边形网格、表面或CAD模型。
Geomagic Qualify 则建立了CAD和CAM之间所缺乏的重要联系纽带，允许在CAD 模型与实际构造部件之间进行快速、明了的图形比较，并可自动生成报告；而Geomagic Piano是专门针对牙科应用的逆向软件。
本项目所使用的主要是Geomagic Studio软件。
1.2 Geomagic Studio软件的使用范围：(1)零部件的设计；(2)文物及艺术品的修复；(3)人体骨骼及义肢的制造；(4)特种设备的制造；(5)体积及面积的计算，特别是不规则物体。
geomagic controlx 使用手册
geomagic controlx 使用手册Geomagic ControlX 是一款强大的三维测量和质量控制软件，常用于工业制造、设计和逆向工程领域。
本使用手册将向您介绍如何使用Geomagic ControlX进行测量、分析和修复三维模型以及执行其他质量控制任务。
1. 安装和启动Geomagic ControlX首先，确保您的计算机满足软件的系统要求。
然后，按照提供的安装指南，一步一步完成软件的安装。
安装完成后，通过双击桌面图标或在开始菜单中找到Geomagic ControlX，并点击打开。
2. 导入三维模型在Geomagic ControlX的主界面中，您可以通过点击“导入”按钮来将需要测量和分析的三维模型导入软件。
支持多种格式的三维模型导入，如STL、OBJ、IGES等。
选择正确的文件并点击“打开”，软件将自动加载您的模型。
3. 进行测量和分析一旦模型导入成功，您可以选择不同的测量工具来测量模型的尺寸、距离和角度等参数。
Geomagic ControlX提供了丰富的测量工具和分析功能，如平均线、曲率计算和包络面。
通过这些工具，您可以快速准确地了解模型的质量状态。
4. 修复和优化模型如果在测量和分析过程中发现模型存在问题，Geomagic ControlX也提供了修复和优化工具。
您可以使用自动修复功能来修复模型中的孔洞、无效面和非连续的边缘。
此外，您还可以使用平滑、剪切和平移等功能对模型进行优化，以获得更好的效果。
5. 输出结果和报告在完成测量、分析和修复后，您可以将结果输出为报告或其他格式，以便与团队共享或以后参考。
Geomagic ControlX支持生成包括图像、表格和文字的详细报告，用于记录和展示您的质量控制工作。
总结：Geomagic ControlX是一款功能强大的三维测量和质量控制软件，通过测量、分析和修复三维模型，帮助用户实现精确的质量控制。
通过本手册，您可以了解如何安装和启动软件，导入模型，进行测量和分析，修复和优化模型，以及输出结果和报告。
基于Geomagic Design X的曲面逆向建模技术及应用
图1逆向设计流程1点云数据的采集及预处理实现实物逆向建模首先需要采集实物点云数据。
点云数据即通过测量实物表面的点在X、Y、Z三个坐标位置的数值，得到得大量坐标点的集合。
根据测量头在测量时是否与实物相接触，分为接触式、非接触式两大类。
本文测量对象为扇叶，叶片薄且为曲面。
接触式测量测头的扫描路径不可能遍历被测曲面的所有点，测量结果往往不能精确图2处理后的扇叶三角面片模型扇叶逆向建模过程分割领域组在重建模型时需提取特征面，当前模型为一整体，图3分割领域组视图找正对齐创建基准线、基准平面和点，外圆柱有叶片的干扰，提取中心孔轴心线为基准轴线，追加中心圆柱底平面为水平基准面，选取参照线和平面的交点作为坐标原点。
Design X软件有手动对齐和自动对齐命令，X-Y-Z两种对齐方式，以快速利用常见几何要素进行几何坐标的变换如对齐，创建逆向建模坐标系，如图4所示。
图4坐标对齐2.2.3扇叶实体重建从图2可以看出扇叶模型由中间圆柱、支撑部分及呈圆周分布的三个风扇叶片组成。
根据各部分特征的形成方式，选取合适的截面位置，获取较好的特征轮廓线。
中间圆柱部分通过对回转截面进行旋转完成实体创建，创建面片草图时，采用回转投影，适当调整角度使回转截面避开支撑部分，在提取截面特征时应进行参数圆整等编辑修改。
支撑部分通过拉伸创建实体，识别并提取截面线草图并对截面特征进行拉伸，完成后阵列特征。
风扇叶片部分根据曲面弧度绘制网格线，采用面片草图、面片拟合、实体剪切功能将叶片的三维数据拟合为一个实体。
风扇叶片围绕中心轴呈120°均匀分布，所以在对齐进行模型重构时，重构一个实体结合阵列特征命令即可。
Design X逆向建模模型如图6所示。
图5曲面偏差分析色图图6Geomagic Design X逆向建模模型随着计算机技术和测量技术的不断发展，术已成为新产品设计开发与制造的重要技术手段。
述了逆向建模的流程和思路，并采用专业的逆向工程设计Geomagic Design X完成了扇叶的逆向建模，进行点云数据与数字化模型的偏差分析，表明曲面重构模型精度较高。
基于GeomagicDesignX软件的逆向建模
基于 GeomagicDesignX软件的逆向建模山东亿华天产业发展集团有限公司2山东省济南市250101摘要：逆向工程是将已有产品模型(实物模型)转化为工程设计模型和概念模型，并在此基础上解剖、深化和再创造的一系列分析方法和应用技术的结合。
逆向工程可有效改善技术水平，提高生产效率，增强产品竞争力，是消化、吸收先进技术，创造和开发各种新产品的主要手段。
关键词：GeomagicDesignX软件；逆向建模；方法1DesignX软件逆向建模方法比较DesignX软件的建模方法主要有3种:一是基于几何特征的模型重构;二是基于面片草图的模型重构;三是基于表面的模型重构。
1.1基于几何特征的模型重构基于几何特征的模型重构主要用于几何特征明确的几何体的创建。
如圆柱、圆台、圆球等基本几何体，在创建这些实体时，可利用DesignX软件中的“提取精灵”“回转精灵”等命令直接生成实体。
1.2基于面片草图的模型重构基于面片草图的模型重构是利用面片草图命令来获得物体的截面特征，再利用这些特征进行拉伸、旋转、放样、扫描等建模方法来创建实体。
这种逆向建模方法和正向建模方法的思路比较接近，都是要获得模型的特征草图，在此基础上创建实体。
1.3基于表面的模型重构由于任何实体都是由面所限定，这些面可以是平面、回转面，也可以是任意的曲面。
基于表面的模型重构就是从这些面入手，把这些面创建出来，由面来限定和创建实体。
2基于GeomagicDesignX基本体逆向建模2.1领域划分领域划分是根据扫描数据的曲率和功能将面片归类为不同的几何形状领域，经过分类的特征领域具有几何特征信息，可用于快速创建特征，所以领域划分是逆向建模中很重要的一步。
领域划分方式有自动分割和手动分割两种方式。
自动分割是根据扫描数据的曲率和功能将面片自动归类为不同的几何形状领域，而手动分割是根据用户选择将面片归类为不同的形状领域。
自动分割操作简单、快捷，手动分割自主性强，两种分割方式选择主要与模型的质量有关，模型均匀、噪点少选择自动，相反选择自动分割。
geomagic controlx 使用手册
geomagic controlx 使用手册
Geomagic ControlX是一款功能强大的三维扫描控制系统，广泛应用于工业测量、模具制造、航空航天、汽车制造等领域。
本文将为您介绍如何安装、配置和使用Geomagic ControlX，以及如何解决可能遇到的问题。
请仔细阅读以下内容，以便更好地掌握这款软件的使用方法。
一、引言
Geomagic ControlX基于PC平台，集成了多种功能，如扫描数据采集、处理、建模、渲染等。
通过与各种三维扫描仪兼容，为用户提供高效、精确的三维数据采集和处理方案。
接下来，我们将详细了解Geomagic ControlX的安装、配置及使用方法。
二、Geomagic ControlX概述
Geomagic ControlX是一款基于PC的三维扫描控制系统，具有友好的用户界面和丰富的功能。
本节将简要介绍Geomagic ControlX的主要特点和优势。
1.兼容多种三维扫描仪
Geomagic ControlX支持多种品牌和型号的三维扫描仪，满足不同用户的需求。
2.高效的数据采集和处理
Geomagic ControlX采用先进的技术，实现高效的数据采集和处理，提高工作效率。
3.精确的建模和渲染
Geomagic ControlX提供多种建模和渲染方式，确保用户可以获得精确的三维模型。
4.易于学习和操作
Geomagic ControlX的用户界面直观易懂，便于用户快速上手。
Geomagic Design X3.领域划分
4. 设置面片粗糙度。在“自动分割”对话框中，根据点云数据杂点水 平调整“面片 粗糙度”，单击“估算”按钮显示一个合适的粗糙度值。
自动分割
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领域划分
5. 单击“确定”按钮完成自动分割操作， 同一模型在敏感度为 30 和 90 的领域分割 的对比图，如图 4-2（a）、（b）所示。 领域组划分之后，会以不同颜色标注不同的 领域，分割出模型相应的特征，以便于建模。 自动分割领域时尽量将模型分割成面领域、 圆柱领域等规则领域。
领域插入
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Geomagic Design X
考一考？
如在四个选项下，所分割的领域无法识 别怎么办？
领域模式
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领域划分
“领域缩小 / 扩大”按钮可对选中的区域进行缩小或扩大操作， 可以避开相邻的特征 领域。具体操作步骤如下。 （1）在“领域组”模式下，选中领域，如图 4-8 所示。 （2）点击“缩小 ”命令或者点击“扩大”命令，对领域面做 适当的调整，领域缩小和放大的效果如图 4-9、图 4-10 所示。
1. 在“领域组”模式下，点击“分离”按钮； 2. 在选中的领域上进行自定义分离领域，领域分离效果如图 4-6 所示。
领域分离
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领域划分
如果领域组划分中需要增加新的领域，可以选中要插入的领域，单击“插入” 命令，在选择选项中，选取按钮，划分出需要的领域，完成插入新领域的操作， 领域插入效果如图 4-7 所示。 在“选择选项”中，选取合适的模式来划分领域。如在四个选项下，所分割的 领域无法识别，可调整粗糙度等选项，可识别领域的要素。Esc 键可以取消所选 择的 领域。 领域组划分完成后，单击领域组图标或者单击右下角 ，退出领域组模式。
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3.4.3 建模过程详细介绍
步骤一：坐标系建立。 (1)导入处理完成的shuiqiang.STL数据
点击插入 > 导入，导入.stl文件。
(2)特征分割（领域组） 点击工具栏的 (领域组)，进入领域组模式，
采用自动分割与手动分割相结合的方式用不同颜色区分领域。
（3）建立参照平面用于创建坐标系
点击 （参照平面）按钮，方法选择“提取”，更改选择模式为“矩形选择 模式”在洗车水枪喷头的低端平面区域选择领域创建参照平面1；
图3-13
步骤二：手柄主体构建 (1)点击 （面片草图）按钮，点击“前”平面为基准平面，进入面片草图
模式，截取需要的参照线点击左上角 按钮。使用工具栏草图工具绘制如下图314所示的草图。点击右下方 按钮，退出面片草图模式。
图3-14
点击 （拉伸曲面）按钮，进入拉伸曲面模式，选择上述面 片草图1，如下图3-15参数设置所示，拉伸方法为距离，长度设 置为20mm，拉伸曲面。
图3-15
(2)点击 （面片拟合）按钮，选择手柄上段区域的领域，参数设置如下图 3-16所示，分辨率选择“控制点数”，平滑拉至最大，勾选延长选择，手动调整 大小，点击左上角 按钮。
图3-16
(3)点击 （面片草图）按钮，点击“前”平面为基准平面，进入面片草 图模式，截取需要的参照线点击左上角 按钮。使用工具栏草图工具绘制如下 图所示的草图。点击右下方 按钮，退出面片草图模式，如图3-18所示。
使用同样的创建参照平面的画法，分别在弹簧盖顶端平面和手柄低端平面处 创建参照平面2和参照平面3，如下图3-8所示：
图3-8
(4)建立对称平面用于创建坐标系 此工件特征为对称工件，所以需要创建对称平面用于坐标系的建立，利用
参照平面1、2、3，截取各处圆形特征的参照线绘制出草图圆即可得到圆心，利 用不在一条直线上的这三个点创建平面，即为工件的对称平面。
图3-22
点击 （放样）按钮，如下图3-23所示，轮廓选择两曲面 的边线，约束条件下起始约束与终止约束选择“与面相切”，点 击左上角 按钮，退出放样曲面模式。
图3-23
点击 （延长曲面）按钮，如下图3-24所示，选择放样曲 面1的左右边线，终止条件选择距离，参数为“2mm”，延长方法 选择“曲率”。点击左上角 按钮，退出延长曲面模式。
图3-20
点击 （剪切曲面）按钮，工具要素选择“曲面拉伸2_2”， 对象选择“面片拟合2”，残留体选择下段区域，点击左上角 按钮，退出剪切曲面模式，如图3-21所示。（剪切完毕后即可将 曲面拉伸2_1、曲面拉伸2_2隐藏）
图3-21
点击 （剪切曲面）按钮，工具要素选择“曲面拉伸1”， 对象选择“面片拟合1与面片拟合2”，残留体选择如图3-22所示 区域，点击 左上角按钮，退出剪切曲面模式。
然后点击 （参照平面），依次选择上述创建的三个圆的圆心，即可得到 参照平面4，如下图3-12所示。
图3-11
图3-12
(5)建立坐标系 点击 （手动对齐）按钮，选择点云模型,点击下一阶段，
移动方法选择“X-Y-Z”,位置选项选择喷头处圆的圆心，Y轴选 择“平面1与平面4”，Z轴选择“平面4”。如下图3-13所示，为 参数设置选项，点击左上角 按钮。点击右下方 按钮，退出 手动对齐模式。坐标系创建完成。（注：用于辅助建立坐标系的 参照平面1及草图1在建立坐标系之后可隐藏或删除。）
图3-24
点击 （剪切曲面）按钮，如下图3-25所示，工具要素选 择“曲面拉伸1”，对象选择“面片放样1”，残留体选择如下图 所示区域，点击左上角 按钮，退出剪切曲面模式。
图3-25
(5) 点击 （缝合）按钮，如下图3-26所示，曲面体选择 如下图所示三个曲面，点击下一阶段，点击左上角 按钮，退 出缝合曲面模式。
3.3 软件界面及基本操作
左键：选择
Ctrl+左键：取消选择 右键：旋转
鼠标滚轮：缩放 Ctrl+右键：移动
3.4 洗车水枪案例讲解
案例将指导大家快速熟悉Geomagic Design X建模模块中如何使用强大的曲面建模工具完成自由曲面设计及更多的混合设计相关功能，逐步 引导您完成洗车水枪产品的逆向建模设计。
图3-18
点击 （拉伸曲面）按钮，进入拉伸曲面模式，选择上述 面片草图2，如下图参数设置所示，拉伸方法为距离，长度设置 为20mm，点击 退出拉伸曲面模式，如下图3-19所示。
图9
(4)点击 （剪切曲面）按钮，工具要素选择“曲面拉伸 2_1”，对象选择“面片拟合1”，残留体选择上段区域，点击左 上角 按钮，退出剪切曲面模式，如图3-20所示。
3.4.1 工件特征分析：
(1)洗车水枪手柄； (2)洗车水枪喷头； (3)洗车水枪弹簧盖。
3.4.2 构建建模思路
(1)STL模型导入，洗车水枪坐标系建立； (2)手柄：此部分做为主体，合理地将曲面划分，利用面片创建自由曲面，将所
有曲面创建完成后合并为实体，将所建立特征镜像； (3)喷头：这处特征为回转体，构建回转轮廓创建回转体，与主体部分合并； (4)弹簧盖：简单的几何特征，绘制草图创建拉伸体； (5)将手柄、喷头、弹簧盖所有特征合成一个实体，倒角； (6)建模精度分析； (7)数据导出。
方法：点击 （面片草图）按钮，选择参照平面2，进入面片草图模式， 点击短粗箭头鼠标手动拉动前后位置，截取此处外轮廓圆，如图3-9所示。
图3-9
点击对话框左上角 确定，然后参照截面线绘制此圆，点击工具栏中 （ 创建圆）按钮，框选参照线得到此圆即得到圆心，如图3-10所示。
图3-10
同样的方法，绘制出平面1和平面3处的圆得到圆心，如下图3-11所示。
Geomagic Design X 实例教程
Geomagic Design X 软件介绍
背景： 原韩国Rapidform XOR软件，2013年被3D Systems收购，拥有强大的点云处理
能力和正向建模能力，可以与其他三维软件无缝衔接，适合工业零部件的逆向建 模工作。 特点：
四大逆向工程软件之一； 专业的参数化逆向建模软件； 可以打开文件较大的扫描数据； 逆向软件，速度快，效率高； 易学易用常用于参与比赛。