CATIA逆向设计
catia逆向设计工作台介绍
catia数字化外形编辑器（DSE） ：数字化外形编辑器功能模块用于解决数值化数据 导入、坏点剔除、均化、横截面、特征曲线、外形和带实时诊断的质量检查等问题。 可以快速、方便地对测量点云进行处理，并勾勒出零件原型的轮廓特征线。 Catia快速曲面重建（QSR） ：快速曲面重建功能模块可以根据数字化数据，在点 云上建立并处理特征曲线，拟合出满足一定要求的曲面。可以主要用于曲线处理、点 云分割、曲面重建等。
逆向的某些一般原则
圆整要求 1、仪表横梁、仪表板及车身、电器仪表等附件间的安装孔销轴等应尽 可能圆整XYZ坐标值到0.5mm，安装面通常为 Y向拉伸平面。角度如 与点云偏差不大也圆整到0.5度。仪表管梁多数为Y向拉伸，可草绘折 中圆整管心位置。仪表横梁支架通常有0.5-1.0mm的烧焊间隙。 2、仪表板上了零件总成通常（非必须）其脱模方向与ZX面平行，其余 X轴夹角最好圆整至0.5度。脱模如手套箱、风口、中央面板、左下护 板等，逆向须留意一下。手套箱转轴也常见Y向拉伸。空调面板、CD 机的安装角度（除明显偏向的）通常也与ZX面平行，如可能角度也圆 整，面板对称面的Y坐标也需圆整。 3、整车坐标下地板通常是水平的，其上的特征也往往X、Y向拉伸， console的安装支架亦然。Console对称面Y值圆整。前围往往对称相 似，多Y向拉伸面乃至Z、Y双向拉伸，如HVAC的安装点。钣金凸台一 般是大面的圆整offset。。。逆向时据点云状况揣摩设计意图决定。在 点云变形比较大情况下可适度正向发挥，保证相同的截面和限位等。 4、侧围护板、门护板多数选择为Y向脱模，因此车身侧围相关安装点 安装面也是角度和坐标圆整的。
Catia曲面设计01
曲面的平移、旋转、对称、缩放、仿射和定位变换
使用方法与零部件设计里的使用方法相识，此处不做过多介绍。 注意：这些对象也可以是曲线和草图等
定位变换 何如快速准确的完成这些标准结构设计
系统将这 两轴系统 进行匹配 对齐
Catia逆向设计
逆向设计
概念： 逆向设计就是从实物模型测量获得的点云数据，在计算机中重建3D表面数模的过程
逆向的某些一般原则
脱模斜度 仪表板及侧护板的粗皮纹注塑表面通常需要7度以上的脱模斜度，其紧 邻的翻边需至少3-5度的脱模角，手套箱开启后可见的IP上部翻边需57度皮纹角。IP中部纵深的翻边等结构面最好有3度脱模角，极紧凑允 许局部2度。门护板、侧围护板的的四周翻边边也最好7度以上脱模角， 该翻边通常为从止口断面推演而来，兼顾点云形位。逆向建模时可以 综合A面边界和贴点云做出结构面，再检查其是否满足脱模角。 圆角与建模 满足DTS带有首道翻边面的CAS或A面是内外饰件逆向的基础，部 分内部凸台安装结构可以独立于型面先开始工作。为方便偏移料厚， 首翻边面的圆角可先不作出，需要向外提交的带圆角型面在catia中统 一用styling fillet 命令做等弦长G1或G2圆角，建模基 本完成的实体用 命令缝合圆角。通常R2以上A面圆角要求 G2连续，考虑车型定位、造型风格及为满足凸出物要求可以考虑某些 圆角G1连续。 多数内外饰零件无法简单地用缝合好的外表面偏料厚长肉得到初 步实体零件，但可考虑抽取打散面片进一步编辑裁切各向边界逐步得 到实体。复杂的零件如IP只能先分区偏移面、裁切、缝合得初步实体。
逆向的某些一般原则
实体建模技巧 1、多数内外饰零件无法简单地用缝合好的外表面偏料厚长肉得到初步 实体零件，但可考虑抽取打散面片进一步编辑裁切各向边界逐步得到 实体。复杂的零件如IP只能先分区偏移面、裁切、缝合得初步实体。 2、对如IP的复杂零件在得到初步实体后，再进一步细化各主要安装结 构，建模到一个阶段或参数过多经检查主要结构和工艺特性已具备， 可以去参进一步进行多零件配合结构，后期供应商更改等设计 3、在基本确定数模已基本不更改时，再着手倒内部的结构圆角并保留 一个参数版本，有些大的空间圆角是要一开始就具备的。 4、塑胶实体设计往往是实体命令和结构面处理相互交错的，应尽量让 实体直接使用的面元素有较短的参数链，分清主次逻辑，减少过程垃 圾。 5、catia是半参数化的建模的，同一body的元素上下排列有先后和因 果关系。可以双击某元素回到其位置进行重定义，其后的元素会被压 缩。完成编辑的数模一定要回到最后一步，否则输出的实体只是某一 步的过程数据。 6、将常用命令放在自己习惯的位置，也可添加适度快捷键
Catia Top_Down Design（自顶流程图
其实IP、console、door trim总成也 是某种意义上的top-down设计， 共享公共的分割面间隙等控制，多 个实体零件方便的话可以放在一个 catiapart的不同body里面
骨架模型（一级控件） FIRST.PRT
右键 中键 LG标记壳 上壳
二级控件
下壳
中键
三级控件 左键 下壳 上壳 LG标记壳
右键
左键 最终模型
常用命令介绍
圆角
Catia曲面设计01
缝合曲面：本命令常用于零件局部较复杂的型面结构变更。 实体是没有边界曲线可以提起的，假设某实体由A+B两块无缝的曲面沿封闭边 界C缝合而成，那么我们可以用与 A有相同边界 C的曲面 A’替换A，这个A’就是 本命令的sew surface。主要的前期操作集中在对A’的编辑 （需要去参提起 原实体的一些面元素）。如果A’与B非tangent关系，允许A’的边界比C大。 用draft和chamfer分割面，面提取恢复：untrim >extend>extrapolate
逆向的某些一般原则
如何实现圆整操作 ---先激活局部点云，或切点云该特征的断面 1、可以在该局部创建不带参的点，双击下拉出Coordinates选项编辑坐标。 2、在基准面的圆整偏移面上草绘，控制草绘元素的端点角度是圆整的。 3、可以直接经过一个空间点做XYZ向或与其成角度的直线。 4、将已圆整的要素按坐标方向投影
catia逆向教程
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逆向教程
END 纯手打！水平有限，时间有限，献丑！
Catia 逆向
逆向设计
顾名思义为反向设计方法也叫至下而上设计,我们通常利用目标点云为参考制作零件数据的方法叫逆向. 逆向设计流程:制作油泥模型 扫描点云 数据制作 零件结构设计.
正向设计
也叫至上而下设计.通常流程:确定整车目标值参数 搭建整车框架 分件设计,
复合设计
在计算机技术应用如此广泛的今天我们进行汽车设计通常采用复合的方法,即正向设计与逆向设计混合应用. 复合设计流程一般无定性规定,可根据周边条件适当取舍. 总结:无论设计方法如何,我们的目标 为达目的,不择手段 不择手段. 为达目的 不择手段 零件设计.
整车点云
单件点云
将此点云复制粘贴到右边整车点云下。 将此点云复制粘贴到右边整车点云下。
之前的整车点云中有很多我们不必用的可以利用点云显示器进行筛选。此功能 仅为暂时隐藏局部点云。 激活所有隐藏部分 隐藏部分与显示部分跳转
筛选器（隐藏用不到的） 过滤器（按自己要求降低或增加点云密度） 裁减器（永久性剪掉点云不需要的部分）
以上功能是点云操作中经常用到的功能，大家可以多试下功能就能学会了。
利用筛选器筛选需要部分后利用点云对齐功能对齐点云（即将单件点云移到 整车点云位置上）有可能需要多次筛选隐藏掉多余部分。
单件点云
整车点云 经筛选后
移动点云 移动点云 点云匹配（单件点云根据相似点计算自动将目标点云拟合到另一点云）
1、点选移动点云 2、选择要移动的点云（单件点云） 3、点OK 4、点坐标系移动 5、在坐标系标记上拖拽方向控制，将单件点云大致与 整车点云匹配好。再点OK。
杨冠军
逆向设计方法
1.利用正常Catia 模块 1.利用正常Catia
CATIA逆向曲面设计
第九章 CATIA V5R20逆向曲面设计 §1 逆向造型简介 §2 导入与导出点云 §3 点云编辑 §4 重定位点云
§5 网格化点云 §6 创建空间曲线 §7 逆向曲面重建
§1 逆向造型简介
逆向工程设计，是一种反向设计，主要是通过 现代三维扫描技术对已经存在的产品进行技术测量 以获得产品三维数据点（点云），再利用逆向工程 设计软件对产品进行整理和编辑，以构建或还原产 品的外形特征。逆向设计一般要遵循点、线、面、 实体的造型过程，过程如下：
§3点云编辑
3. 删除点云
§4 重定位点云
罗盘对点云
§5 网格化点云
1. 创建网格
§5 网格化点云
2. 创建光顺网格
§5 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ格化点云
3. 降低网格密度
§5 网格化点云
4. 优化网格
§5 网格化点云
5. 分割网格
1.三维点云的测量。 2.构建产品特征曲线。 3.构建产品外形曲面。 4.转换实体模型。
§1 逆向造型简介
1.进入逆向点云编辑平台
§1 逆向造型简介
2.工具栏
§2导入与导出点云
1.导入点云
§3点云编辑
1.激活点云
§3 点云编辑
2.过滤 点云
Homogeneous：选中可通过输入公差球的半径值控制点云稀疏。 Adaptative：选中可通过输入弦偏差值控制点云稀疏。
CATIA逆向设计方法
2.3.3.
修剪曲面
同 样 ， 在 做 好 两 个 或 多 个 曲 面 以 后 ， 就 可 以 用 Insert
/Operations/Split
剪切曲面。
2.3.4.
重建圆角
创建囿角特征，所建囿角也应尽量贴合点云。
2.4. 典型方法 3 此方法主要针对以全曲面为主、外形复杂的模型。
2.4.1.
3. CATIA 逆向中应注意的问题
3.1. 误差问题
对于车身覆盖件，考虑到在冲压后的回弹以及拆卸时的变 形，在曲面重建时应从整车装配工艺出发在保证曲面质量的 前提下，要充分考虑零件之间的配合面问题，确保间隙和段 差在合理公差允许的范围内，并且均匀一致。如果只追求完 全忠实于零件，零件的制造误差和缺陷会丌断带到建模中， 从而导致逆向零件装配的丌良。 3.2. 曲面重构问题 对于零件细小的结构可稍后考虑，先构建较大的面。大面可 以分块，面不面之间可以用 blend 或者 QSR 模块中的 powerfit 方式连接。对曲率变化较小或者变化均匀的曲面， 可将它当作一张曲面来构建。对于曲率变化丌是很大的地 方，直接由特征线建面(如用拉伸、扫掠和放样等功能)的精 度比用 powerfit 更高。
4. 结语
基于 CATIA 的逆向建模技术已开始应用到新产品的开发、旧 零件的还原和产品的检测中，它丌仅还原实物原型，而且还 能在此基础上迚行设计修改，制造出新产品。
Creation/PowerFit 做出曲面。
2.2.3.
扩展曲面
一般情冴下，由于网格的局限，由 PowerFit 出来的曲面还 丌够大，需要用 Insert /Operations/Extrapolat 扩展。 对此面
2.2.4.
修剪曲面
CATIA逆向设计
圆整要求 1、仪表横梁、仪表板及车身、电器仪表等附件间的安装孔销轴等应尽 可能圆整XYZ坐标值到0.5mm，安装面通常为 Y向拉伸平面。角度如与 点云偏差不大也圆整到0.5度。仪表管梁多数为Y向拉伸，可草绘折中圆 整管心位置。仪表横梁支架通常有0.5-1.0mm的烧焊间隙。 2、仪表板上了零件总成通常（非必须）其脱模方向与ZX面平行，其余 X轴夹角最好圆整至0.5度。脱模如手套箱、风口、中央面板、左下护板 等，逆向须留意一下。手套箱转轴也常见Y向拉伸。空调面板、CD机的 安装角度（除明显偏向的）通常也与ZX面平行，如可能角度也圆整， 面板对称面的Y坐标也需圆整。 3、整车坐标下地板通常是水平的，其上的特征也往往X、Y向拉伸， console的安装支架亦然。Console对称面Y值圆整。前围往往对称相似， 多Y向拉伸面乃至Z、Y双向拉伸，如HVAC的安装点。钣金凸台一般是 大面的圆整offset。。。逆向时据点云状况揣摩设计意图决定。在点云 变形比较大情况下可适度正向发挥，保证相同的截面和限位等。 4、侧围护板、门护板多数选择为Y向脱模，因此车身侧围相关安装点安 装面也是角度和坐标圆整的。
Catia逆向设计
数字化外形编辑器（DSE）
点云处理
网格上的曲线(Curve On Mesh) 点云上点击点，即可创建网格上曲线。
Catia逆向设计
数字化外形编辑器（DSE）
点云处理
形成扫描曲线（Curve from scans） 将点云曲线转化成空间曲线（点云曲线不可编辑）
Catia逆向设计
Catia Top_Down Design（自顶向下设计）
Top_Down Design 流程图
其实IP、console、door trim总成也是 某种意义上的top-down设计，共享 公共的分割面间隙等控制，多个实 体零件方便的话可以放在一个 catiapart的不同body里面
CATIA逆向设计基础-第6章 数字曲面编辑器
先应用再确 定
默认即 可
生成三角网格 面
勾选后点云过 滤功能失效 推荐勾选
6.2 点云导入/导出 • 点云导出
选择绘图 区中的点
云数据
选择点云 数据文件
路径
6.3 点云的拼合、对齐与定位
• 点云的拼合
此工具栏可完成点云的合并与分割，网格面的合并、分割及修剪等操作。
a. 点云的合并
：将多个点云合并为一个点云；
CATIA能够自动识别出 破洞： V——表示修补此破洞；
curve projection.CATPart 6.6 创建交线
注：交线呈青色，不可编辑！与白色的曲 线不同。
此工具栏可用于在点云/网格面上创建出交线（也称点云/网格特征线），为后
续的曲线/曲面打下基础。
• 曲线投影curve projection
成为曲线。 由于提取的交线通常不平滑，不推荐使用！
6.6 创建交线
• 曲线离散化Discretize curves 此工具可利用网格面上已存在的曲线重新生成点云特征线，点的数量可在输入
框中修改。
6.7 创建曲线
此工具栏可创建出可编辑的曲线！（与交线不同） • 3D 曲线 3D Curves 此工具可创建出3D曲线，也可双击3D曲线进行编辑。 取点时出现长方体的虚线框，表示此点在网格面/交线上。 创建类型： • 通过点——3D曲线通过取点位置； • 控制点——取点位置为3D曲线的控制点； • 近接点——可改变3D曲线的阶次（较复杂） 点处理（可编辑3D曲线） • 插入点——在现有的两点间添加新点； • 删除点——删除曲线上某点。 注：双击已创建的3D曲线，可通过鼠标左击/右击对曲线上的点进行编辑与修改。
若要恢复显示所有点云，可点击 按钮恢复所有点云的显示。
(CATIA逆向设计基础)第4章自由曲面设计模块
03 Catia自由曲面设计模块 介绍
Catia的自由曲面设计工具
Catia的自由曲面设计工具提供了强大的建模能力，可以创建复杂的曲面和形状，满 足各种设计需求。
该工具集成了多种建模技术，如曲线、曲面和实体建模，使得用户能够灵活地创建 和编辑自由曲面。
用户可以通过交互式界面轻松地调整曲面的形状和参数，实现高效的设计和修改。
曲面质量评估与优化
Catia提供了曲面质量评估工具，可以帮助用户检 查曲面的连续性、几何误差和其他质量指标。
通过分析曲面的质量，用户可以识别和解决潜在 的问题，提高曲面的准确性和美观度。
优化工具可以帮助用户改善曲面的形状、光顺性 和其他属性，提高设计效率和质量。
曲面数据的管理与导
Catia提供了强大的数据管理 功能，允许用户组织和存储曲 面数据，方便后续的编辑和引
Catia软件将进一步集成更 多的设计和分析工具，以 提供更全面的解决方案。
智能化
借助人工智能和机器学习 技术，Catia软件将实现智 能化的设计和优化，提高 设计效率和质量。
云化
Catia软件将加强与云计算 的结合，实现数据共享、 远程协作等功能，提升用 户体验和工作效率。
自由曲面设计的未来应用场景
Catia的自由曲面设计模块提供了多种曲线和曲面的创建、编 辑和分析工具，支持设计师进行复杂曲面造型和优化。同时 ，Catia还支持与其他CAD软件的集成，方便设计师进行数据 交换和协同工作。
02 自由曲面设计基础
曲面几何基础
曲面的定义
曲面是一组点在三维空间中的集合，这些点由连续的参数 曲线定义。曲面可以由一个或多个参数方程表示，其中参 数可以是二维平面上的一个点或角度。
编辑曲面
编辑曲面包括调整曲面的形状、修改曲面的参数方程、分割曲面等操作。 在Catia中，可以使用多种工具来编辑曲面，如移动、旋转、缩放等。
CATIA-点云逆向-逆向工程最全面讲解
❖用
命筋
•17
4.完成其它特征
❖ 完成
•18
5.进入草图打孔
•19
6.边界倒角
❖ 用 命令进行边界倒角
•20
完成
•21
部分资料从网络收集整 理而来，供大家参考，
感谢您的关注！
•9
2.观察特征，先铺平面（方法二）
❖ 使用 命令，拉伸出面
•10
2.缝合，修剪边界
❖ 使用 命令，缝合面
•11
2.缝合，修剪边界
❖ 使用 命令，缝合面
•12
2.缝合，修剪边界
❖ 修剪面边界
•13
3.倒角（先支后主）
❖ 用 命令进行倒角
•14
4.完成其它特征
❖ 用 命令做加强筋
•15
4.完成其它特征
点击此命令 可直接生成 线
•5
2.观察特征，先铺平面（方法二）
❖ 进入草图，拟合断面线
•6
2.观察特征，先铺平面（方法二）
❖ 进入草图，拟合断面线
拟合时忽 略小特征
•7
2.观察特征，先铺平面（方法二）
❖ 再砍断面线，找出拉伸方向
•8
2.观察特征，先铺平面（方法二）
❖ 再砍断面线，找出拉伸方向
1.导入点云
❖ 用 导入点云
•1
2.观察特征，先铺平面
❖ 进入 （QSR) 模块，用 命令选取点云（方法一）
•2
2.观察特征，先铺平面
❖ 点确定，再使用 命令生成面
移动箭头和圆圈可以改
变面的大小与方位
•3
2.观察特征，先铺平面
❖ 使用 命令，修剪面
•4
2.观察特征，先铺平面（方法二）
❖ 使用 命令，砍断面线
CATIA逆向设计基础-自由曲面设计模块
5 转换
Converter Wizard
6 复制几何参数
Copy Geometric Parameters
4.3.2 形状修改
对称
扩展 Extend
控制点
单边匹配 Match Surface
全局变形 Global Deformation
外形拟合 Fit to Geometry
4.3.2 形状修改
4.1 曲线创建
曲线投影
4.1 曲线创建
曲线圆角匹配 （基本不用）
曲线匹配（Match Curve）命令可按照定义的连续性，在空间上将一条 曲线连接到另一条曲线上。
4.2 曲面创建（重点）
自由曲面工作台为用户提供了多种曲线创建方法
网状曲面 样式扫略
直线—曲率半径无穷大，曲率为0mm-1； 圆—曲率半径即圆的半径，曲率为半径
的倒数！（均匀一致）
01 Curvature analysis.CATPart
4.4.1 曲线的分析
曲线的连续性分析
G0—分析两曲线/曲面之间的 间隙；(0 mm) G1—分析两曲线/曲面之间的 相切情况；(0°) G2—分析曲线/曲面的曲率; (0，A级曲面应当达到的级别) G3—分析曲线/曲面曲率的变 化率；(0°)
G0：保持位置连续； G1：保持切线连续； G2：保持曲率连续； G3：保持曲率变化率连续。
10Styling R.CATPart
4.2 曲面创建
4.2.9样式圆角
无修剪
1修剪 G0
G2
4.2 曲面创建
• 4.2.10 网状曲面
11Net Surface.CATPart
11 Multi-sections surface.CATPart
CATIA_逆向详解
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。