基于CATIAV5的逆向工程自由曲面重构技术

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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。

基于CATIA V5的汽车铝合金副车架逆向设计和优化

基于CATIA V5的汽车铝合金副车架逆向设计和优化发表时间：2020-11-18T02:34:47.440Z 来源：《中国科技人才》2020年第21期作者：李巍[导读] 逆向工程是实际产品开发过程中一项重要的技术，是设计人员研究竞争对手产品性能的重要手段。

北京航空航天大学宁波创新研究院浙江宁波 315800摘要：逆向工程是实际产品开发过程中一项重要的技术，是设计人员研究竞争对手产品性能的重要手段。

在自身开发类似产品的过程中作为参考，可以缩短设计周期，具有广阔的应用前景。

运用CATIA的曲面设计，结合工程实例，从点云采集，曲面重建等方面介绍逆向设计的一般流程。

希望文中提及内容可以给人以启发，为汽车零部件企业发展提供支持。

关键词：逆向工程；CATIA；产品设计1 引言在产品设计中，通常分为正向设计和逆向设计。

逆向工程作为一种重要的手段，广泛的应用于实际产品开发当中。

各大整车厂一般会设立专门的对标部门，用以研究市场上竞争对手的产品性能，建立同类产品的数据库，作为提升自己产品性能的参考。

第三方的数据库公司也会应用逆向工程建立数据库，卖给有需求的公司。

逆向工程（RE，Reverse Engineering）也称为反求工程、反向工程等，它起源于精密测量和质量检验[1]。

逆向工程主要包括材料反求，工艺反求，外形反求。

本文主要介绍逆向工程中的外形反求，即根据测量目标实物的点云重构CAD模型的过程。

逆向工程为制造业提供了一个全新、高效的重构手段。

2 三维CAD模型建构流程逆向工程通常是以现有模型或实物为依据，进行重构仿制的流程。

通过三维数字扫描仪将实物以3D点云的形式记录在计算机中，利用得到的点云数据在CAD/CAM软件中完成三维模型的重建工作[2]。

逆向的一般流程：对标件——>三维扫描——>点云——>点云处理——>参数化建模——>偏差分析——>反复修改——>最终数模 3 逆向建模原则 1）点云作为参考，逆向后数模满足一定的逆向精度即可。

基于CATIA V5的逆向工程在工装制造中的应用

艺路线的分析和比较，数字化加工的制造方案既能满足加工技术要求又能缩短生产周期，有效提高生产效率，故采用数字化加工方案进行加工。
传统的工艺路线：先按展开及外形样板制取
切面样板．一般由线切割加工＿对：件基准面进亡
行粗精加工，常采用刨削和磨削来完成叶由钳工依据切面样板反复剔切面＿通过反复多次的划铣过程使工装基本成形一钳工按样板修研、打光２通过逆向工程实现数字化加工的全过程
式加工型面，进给量为０３ｍｍ，加工余量为０．，
进给速度４０ｍｍｉ，刀具转速５０ｍｎ００／ｎｍ００／ｉ。ｒ３４．数控程序仿真加工
按照数控加工工艺的基本原则，为保证编制
软件中的数控加工编程工作平台，对工件进行编程及模拟仿真加工；最后，在加工前进行后置处理，根据现有设备要求生成与之相匹配的ＮＣ代
３１控加工基准的建立数
仿真可以通过软件模拟加工环境、刀具路径以及
材料切除过程，从而来检验并优化加工程序。经
过计算机仿真加工验证的刀具轨迹，可零
数控加工基准的建立主要是建立基准孔，根加工或试运行过程，或大大缩短产品研制周期，据保证设计基准、数控编程基准、数控加工找正基准及测量检验基准相统一的原则，立基准孔建
电大理工
２１年００１９月ＳｕｙｏＳｉｃｄＥｇｅｒｇｔＴＵ．ｔｄｆｃｅｅｎｎｉｅｉＶｎａｎｎａＲ第３期总第２８期４
基于ＣＴＡＶＡＩ５的逆向工程在工装制造中的应用

CATIA逆向工程

CATIA逆向工程CATIA逆向工程是一种基于CATIA软件的技术，主要用于将实体产品转化为CAD模型。

逆向工程的过程相对于传统的设计过程而言，是从实物到数字的转换，能够帮助我们更好地理解和分析产品，提高设计效率和准确性。

在本文中，将介绍CATIA逆向工程的基本原理、应用领域和操作步骤。

一、基本原理CATIA逆向工程的基本原理是通过扫描实物，获取实物的几何数据，然后利用这些数据生成CAD模型。

具体的步骤包括：扫描、数据处理和模型生成。

1. 扫描：通过使用激光扫描仪或其他扫描设备，将实物表面进行扫描，获取大量的点云数据。

2. 数据处理：对扫描得到的点云数据进行处理，包括数据滤波、去噪、数据配准等，以减少数据的噪声和误差。

3. 模型生成：根据经过处理的点云数据，利用逆向工程软件生成CAD模型。

可以使用多种方法，如曲面拟合、面片重建等，将点云数据转化为CAD模型。

二、应用领域CATIA逆向工程广泛应用于多个领域，包括汽车、航空航天、工业制造等。

以下是几个常见的应用领域：1. 产品设计与改进：通过逆向工程，可以将实物产品快速转化为CAD模型，为产品设计与改进提供参考。

可以对实物进行分析和模拟，以评估产品的性能和结构。

2. 反向工程：在某些情况下，需要快速获取已有产品的CAD模型。

逆向工程可以帮助我们将现有产品转化为数字化模型，以便进行进一步的改进和仿制。

3. 快速原型制造：逆向工程可以为快速原型制造提供准确的CAD模型。

可以通过将模型导入到3D打印机等设备中，快速制造出实物模型。

三、操作步骤以下是CATIA逆向工程的基本操作步骤：1. 导入点云数据：在CATIA软件中，选择“导入点云数据”功能，将扫描得到的点云数据导入到软件中。

2. 数据处理：对导入的点云数据进行滤波、去噪等处理，以消除噪声和误差，并确保数据的准确性。

3. 数据配准：如果扫描得到的点云数据有多个扫描位置，需要进行配准操作，将不同位置的点云数据拼接在一起。

基于逆向工程的自由曲面模型重建技术

＊收稿日期：０１Ｏ — １２１一８１
作者简介：王
婷（９８）女，西省华县人，师，士，究方向：算机辅助设计与制造１７－，陕讲硕研计
・
７・４
陕西科技大学学报
第２卷９
果精密定位以求得较精准的点数据模型．以点对点方式在Ｉｇｗａｅ２里对图形进行摆正，抄数点云ｍａｅｒ１将
体的研究，高效率地设计出具有复杂自由曲面造型的产品．可
关键词：向工程；自由曲面；误差分析；ｍａｅａｅ２逆Ｉｇｗｒｌ
中图法分类号：Ｐ９．２Ｔ３１７
文献标识码：Ａ
０引言
逆向工程作为一种由实物模型重建ＣＡＤ模型的技术，般是由接触式或非接触式三维测量机测量一物体表面得到点的资料，通过一系列程序由点资料构建成曲面模型，再得到产品的数字化ＣＡＤ模型后继而进行后续的开发及生产步骤．向工程从三次元坐标测量发展至今，代了传统手工测量实物尺寸来重逆取建ＣＡＤ模型的方式，以精确的三次元测量资料提供模型重建的基准，而构建出Ｃ改进ＡＤ模型，此技术已经大量且深入地为工业界所应用，为产品开发设计的重要利器，重点在于针对几何外型不易直接绘成其制的造型产品，让设计者先利用黏土等材料直接塑出理想的造型，以逆向工程获得相似度极高的可再ＣＡＤ模型，完成产品的设计．因此，重造型设计、学设计的产业，如汽车工业、着美例运动器材业、医疗辅具

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3.4.1 激活点云3.4.2 移除点云3.4.3 过滤点云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4.2 快速曲面模块功能简介4.3 点云编辑4.4 创建交线4.5 创建曲线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5.3.7 组合5.3.8 反射线5.3.9 相交5.3.10 平行线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5.5.13 仿射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6.4.4 小结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，共定点规则，每一个小三角形与相邻的小三角形共用两个定点；取向规则，用小三角形平面中的定点排序来确定内表面或外表面，反时针的定点排序是外表面，右手法则取值规则，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填充曲面：N条边包围形成曲面2.3.2 由曲面派生曲面的方法等半径倒圆曲面、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产生曲面不光顺的主要原因：组成曲面的曲线不光顺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点云剖面生成扫描线（Scan line）由扫描线生成特征线或线框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：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。

CATIA逆向教程(1)

CATIA逆向教程1.引言CATIA软件在造型风格、车身等方面具有独特的优势，利用自动化的多表面曲率与切矢治理，可帮忙用户快速进行风格造型和曲面造型。

目前，CATIA发布了第6版本。

一些闻名汽车制造商如Renault、Toyota、Kar2man、Volvo、Chrysler等已经100%的切换为CATIA设计，而且被各国的汽车零、部件供给商所认可。

CATIA事实上已成为汽车行业CAD软件标准。

CATIA的数字化外形编辑器(Digital Shape Editor，DSE)、快速曲面重建(Quick Surface Reconstruction，QSR)和创成式外形设计模块(Generative Shape Design，GSD)是壮大的逆向开发工具。

它们能完成点云读入、输出、编辑和曲面快速而便利的重建。

本文介绍以CATIAV5的DSE、QSR和GSD模块为零件逆向开发大体进程。

2.CATIA逆向步骤利用CATIA逆向的方式很多，但总的来讲可分三种典型的方式，下面就各方式详细说明。

2.1.预处置各方式尽管不一样，可是起点是相同的，那确实是对点云的处置。

处置点云的步骤如下：2.1.1.导入常规的几种点云类型catia都能够导入，在CATIA V5中的DSE模块中，通过Inset/Importcloud 导入零件的点云。

在导入进程中导入进程中能够用鼠标移动6个绿色的操纵点，改变导入点云边界，过滤一些无用的点(即降噪)。

2.1.2.过滤选择Insert/Cloud Edition/Cloud Filter ，利用Adaptative选项能将曲面转变小的地址过滤较多的点，而转变大的地址过滤较少的点，使特点变得更明显。

该值越大那么过滤掉的点越多。

2.1.3.删除通过Insert /Cloud Edition /Remove Point ，进一删除扫描进程中边界部份的误点和缺点点。

2.1.4.铺面对点云进行铺面处置，它是点云的三角片图像，主若是为了提高点云的可视性，以便于提高曲面造型的效率。

基于CATIA逆向工程复杂样条曲线重构方法研究

第32卷第2期安徽理工大学学报(自然科学版)Vol．32No．22012年6月Journal of Anhui University of Science and Technology (Natural Science )Jun．2012基于CATIA 逆向工程复杂样条曲线重构方法研究王开松，周晴晴，倪任重(安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南232001)摘要:对于复杂零件的逆向设计，常常是通过激光、三坐标测量仪等方法对样件三维数据进行采集，可获得高质量的点云文件。

但是这些点云文件数量很大，计算时将耗费过多的计算机资源。

基于CATIA 软件对点云数据进行过滤、划界、分网等处理方法进行了研究，运用曲线重构的方法，创建特征曲线组，利用多段曲线拟合获得点云的特征线网络，最后将拟合得到的曲线与原始点云数据进行误差分析。

研究证明，通过这种方法可以获得质量更好、占据资源更小的曲线，为后续曲面和实体的生成奠定了精确基础。

关键词:逆向工程;点云;样条曲线;曲线重构中图分类号:TH126．2文献标识码:A文章编号:1672－1098(2012)02－0010－03收稿日期:2012－02－24作者简介:王开松(1969－)，男，安徽肥东人，教授，博士，从事机械设计及理论的教学和科研工作。

Study on the Complex Spline Reconstruction MethodBased on CATIA Reverse EngineeringWANG Kai －song ，ZHOU Qing －qing ，Ni Ren －zhong(School of Mechanical Engineering ，Anhui University of Science and Technology ，Huainan Anhui 232001，China )Abstract :For the reverse design of complex parts ，the laser ，coordinate measuring machine and other methods are usually used to obtain 3D data and high quality point cloud files ，but the amount of the point cloud data may be very large ，calculation will consume too much computer resources．The thesis studied on the method of filte-ring the data ，dividing the area ，and creating the Grid etc which based on CATIA software ，and made a attempt at the method of the curve reconstruction ，got the characteristic curve network of the point cloud with several curve fitting method ，created characteristic curve group using NURBS ，finally ，error analysis was taken between the data from fitting and the original one．Through this method we can get the curve with better quality ，and it al-so provides a firm foundation of precision for the follow －up curve and surface ’s generation．Key words :Reverse engineering ;point cloud ;spline ;curve reconstructionCAITA 三维设计软件是法国达索公司的产品，它的集成解决方案几乎覆盖了工业产品设计制造的所有领域，其优势很多，在逆向造型方面采用NURBS 方法描述曲线曲面，解决了自由曲线(面)与初等解析曲线(面)描述不相容的问题，通过编辑控制点改变曲线形状生成任意复杂曲面，再利用光顺功能提高曲面的重构质量和效率;提供了多曲面整体编辑功能和网格面、风格扫描面的造型方法，按原产品曲面形状快速实现重构;采用混合参数的几个方式建模［1－2］。

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用技巧。
关键词：逆向工程；ＣＡＴＩＡＶ５；曲面重构；控制点调面中图分类号：ＴＨ１２２文献标识码：Ａ文章编号：１００９ — ０１３４（２０１３）０３（下）一０１１４ —０３
示。其次激活该段点云，利用截面线功能盛在此点云上打截面（切片），获取断面扫描交线（先以
ｚｘ为基准面，再以ｘｙ为基准面），其过程如图３所
示。注意参数设置：间距（ｓｔｅｐ）＝０．５ｍｍ。
但对于医疗领域中人赝耳、鼻和假肢等人体器官口和玩具行业中布绒填充类玩具等三维实体的逆向重构，经反复试验证明其效果没有针对性且精度上差强人意。本文以ＣＡＴＩＡＶ５Ｒ１６为平台，针对以虾仁为代表的自由曲面的散乱点云数据，采用 “ 控制点调面 ”法完成其曲面重构并提出这
务ｌ
匐似
基于Ｃ．ＡＴＩＡＶ５的逆向工程自由曲面重构技术
Ｆｒｅｅ－ｆｏｒｍｓｕｒｆａｃｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｃｈｎｅｏｌｏｇｙｉｎｒｅｖｅｒｓｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂａｓｅｄｏｎＣＡＴＩＡＶ５
收稿日期：２０１２－Ｉ１－０２基金项目：河北省科技支撑计划（０９４５７２１３４）；秦皇岛市科技支撑计划（２００９０１Ａ０４８）作者简介：何伟（１９６９一），男，副教授，硕士，主要从事ＣＡＤ￣ＣＡＭ的研究以及针对渔业机械（鱼虾饲料加工、水产品精深加工设备）创新设计。
（Ｆｉｌ１）避和扫描曲面（Ｓｗｅｅｐ）魑；ＦＳＳ模块中的
填补曲面（Ｆｉｌ１）、外形拟合（ＦｉｔｔｏＧｅｏｍｅｔｒｙ）
、
扫掠曲面（ＳｔｙｌｉｎｇＳｗｅｅｐ）和网格曲面嗨。
Ｄｏｉ：１０．３９６９／Ｊ．１ｓｓｎ．１００９－０１３４．言
自由曲面形状复杂，其曲面重构一直是逆向工程研究的热点和难点之一。逆向工程上ＮＵＲＢＳ设计技术最常使用的作业模式是对点云数据应用控制多边形或者逼近的方法创建初始造型【１。
一
般采用工程技术中常规构面手段，￣ＨＣＡＴＩＡ
图１曲面重构流程
由线架构用逼近方法构面有多种办法，可采用的有：ＧＳＤ模块中的放样曲面（Ｌｏｆｔ）、填充曲面
１．１虾段曲面重构
１．１．１做截面线首先完成此段虾尾特征曲线线架构，如图２所
何
伟
ＨＥＷｅｉ
（河北农业大学海洋学院，秦皇岛０６６００３）摘要：以ＣＡＴＩＡＶ５为平台，对以虾仁为代表的自由曲面散乱点云数据，采用 “ 控制点调面 ”的方法完成了曲面重构，并对其构建步骤进行了详尽的描述，进而提出这一曲面精准重构方法的应
面 ”的方法构建虾段曲面，再通过虾段曲面间的
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箱 ■ ■ ■ ■■ ■ ■ ●
调整构建虾仁全部外表面，在此过程中需要做截面线并进行曲面质量评价。这里重点探讨如何采
一
方法的应用技巧。
１虾仁曲面重构
按如图１所示流程对处理好的虾仁点云进行曲面重构，先进行线架构，然后采用 “ 控制点调
酬 …
图２虾尾某段线架构
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［１１４１第３５卷
第３期２０１３ — ０３（下）
用 “ 控制点调面 ”法完成虾段曲面重构，以虾尾某段体节为例。
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■ 兰篓苎垫篷
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（ａ）截面线对话框（ｂ）截面线（切片）制作过程（ｃ）截面线制作结果
图３截面线制作过程