基于CATIA的逆向工程的曲面重建
逆向工程技术
逆向工程关键技术及应用实例介绍了逆向工程技术的定义及其工作流程，整个流程分为数据采集、数据处理和曲面重构三个部分。
根据理论学习和自身实践经验对逆向工程的关键技术做了一些探讨。
并以摩托车装饰板模型的曲面重建为例，用激光扫描仪获取三维点云数据，在CATIA中对点云进行数据处理，实现曲面重构，说明了逆向工程的整个设计应用流程。
1 引言逆向工程技术是一门新兴的技术，它是在获得实物模型信息的基础上，通过一些软件如CATIA, Surfacer, Pro/E等，在消化、吸收实物原型的前提下，对实物模型进行修改和再设计，从而创造新产品。
因此它是一项开拓性、实用性和综合性很强的技术，目前已经得到了广泛的应用，如飞机、汽车等行业。
逆向工程一般包括以下几个阶段:数据采集、数据处理、曲面重构。
其一般流程如图1所示。
其中数据采集是前提，数据处理和曲面重构是逆向工程的关键，曲面重构尤为重要。
图1基于实物模型重建的逆向工程技术流程图2 数据采集数据采集又称模型数字化，即指通过坐标测量机(Coordinate Measuring Machine，简称CMM)或激光扫描仪等测量装置获取实物表面特征点三维坐标值的过程。
数据采集是逆向工程的第一环节，也是非常重要的一个环节，数据采集的质量和效率直接影响着后期的模型重建的进程，关系着整个逆向工程的成败。
数据采集的流程如图2所示。
图2 数据采集流程图随着科学技术的不断进步，数据采集出现了多种方法，如图3所示。
3 数据处理三维测量系统可采集到复杂曲面上大量密集的原始测量数据，这些数据是物体表面各点坐标，这些数据之间通常没有相应的显式拓扑关系，其中还包含大量无用的数据，同时由于环境的影响如噪声、振动等会出现一些误差数据，因此在进行曲面重构前必须进行数据处理。
图3 数据采集方法分类数据处理一般包括以下几个方面:数据重定位、噪声去除、数据精简、数据插补、数据分割。
有时由于被测对象无法一次测全数据，可能需要分几次测量，每次测量都是在不同的坐标系下进行。
逆向工程中使用CATIA软件快速构建高质量曲面
逆向工程中使用CATIA软件快速构建高质量曲面
胡伟蓉;杨娅君;高良凤
【期刊名称】《新技术新工艺》
【年(卷),期】2008(000)012
【摘要】逆向工程中,使用激光测量机对产品样件进行测量,得到产品的点云数据,对这些点云数据进行必要的处理,将处理好的点云生成小三角网格面,反映产品的样子.根据这些点云数据,利用CAT-IA软件,快速构建高质量的曲面.在构建过程中,对产品进行拓扑分解,分析曲面与曲面之间的拼接关系,快速构建曲面的光顺性检查及与点云数据之间的距离误差,产品的功能性及工艺性检查.使用CAT-IA软件中强力拟合工具进行曲面拟合时,调节曲面的阶数和段数,在误差允许的范围内生成光顺的曲面.
【总页数】3页(P35-37)
【作者】胡伟蓉;杨娅君;高良凤
【作者单位】浙江科技学院,机械与汽车工程学院,浙江,杭州,310023;浙江科技学院,机械与汽车工程学院,浙江,杭州,310023;浙江科技学院,机械与汽车工程学院,浙江,杭州,310023
【正文语种】中文
【中图分类】TQ311
【相关文献】
1.逆向工程曲面构建与快速成型 [J], 邹金兰;赵学智
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基于CATIA的汽车三视图逆向三维建模
机电技术
ห้องสมุดไป่ตู้８３
基于ＣＡＴＩＡ的汽车三视图逆向三维建模★
梁辉泉钟勇
（福建工程学院，福建福州３５０１０８） 摘要：文章基于ＣＡＴＩＡ自由曲面反求技术，对车身曲面设计进行了研究。通过对宝马三视图的数据采集和处理、 曲面的构建以及曲面分析，进行车身曲面的数字化建模，反求出汽车曲面的三维数字模型。解决了通过三视图实现快速 逆向工程实体三维数字建模问题。 关键词：ＣＡＴＩＡ：自由曲面：逆向工程；三维数字建模 中图分类号：ＴＰ３９１．４文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－－４８０１（２０１２）０１．０８３．０３
３Ｄ
ｃｌｌｌ％－ｇ先在俯视图Ｆ采集曲线数据，如图２所
示。再转入右视图Ｆ采集曲线数据。数据采集期
间，罗盘应保持在对应平面上，转＾新的枧旧时 可按Ｆ５切换罗盘平ｍ】。通过多视目的拟台曲线． ｛！Ｉ｝证曲线的准确性。
蚓４∞面构建
最后通过结台、修复、分割、修剪，创建边 界曲面、倒圆角等撵作，将并曲面片光滑拼接或 缝合成整体的复合曲面模型。展终曲Ⅲ构建如图５
Ｓｈａｐｅ
比实体尺寸相应调整三视图的尺寸。具体视角调 整及图片导入设置如下：先把视图模式调整为带 材料着色模式，然后把视图调整为右视图，接着 导入图片。最后通过右键单击尺寸箭头，调整相 对位置的数值，使导入的三视图尺寸数据符合实 体尺寸。 依此方法将三视图都导入，并设置尺寸完成 后，最终效果如图１所示。导入的三视图越精确， 则后期的曲线采集的数据相应也更精确。当导入
在ＣＡＤ／ＣＡＭ领域中，逆向工程（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ），即通过各种测量手段和三维几何建 模的方法，把原有的实体转化成数字化三维模型。 根据采用的测量技术和手段及处理对象不同，可 分为二类：一是以研究整个形体为主，另一是以 研究复杂曲面为主ｌｌ】。本文主要研究基于ＣＡＴＩＡ 软件，对宝马三视图曲线数据的采集，建立曲面， 三维建模和最后曲面分析的方法。
catia曲面快速重建PPT课件
Define the analysis type
Real-time display of curvature value at cursor position
Iso-curvature display
10
创建曲线
修整 scans 创建 3D 曲线 修剪不相交曲线 清理轮廓
11
修整 scans (1/2)
通过修整 scan创建曲线
定义精度
Define the order of each curve’s span
Define the maximum number of spans for each curve Define a smoothing factor if necessary
Remove a splitting point
13
Creating a 3D curve (1/3)
Define creation option: Constraint point to snap it on the digit
Remove a point
Add a point
Select points on the cloud
6
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
创建Scans－使用曲率分析(2/3)
Define a filtering value
Filtering value set to 0
Filtering value set to 500
7
创建Scans－使用曲率分析(3/3)
Creation of isocurvature scans
CATIA逆向工程
如何打开DSE模块？ ？
操作步骤: 1)Start 2)Shape 3)Digitized Shape Editor
我们也可以在“工作 台”工具条里面选择 DSE的快捷图标
标题栏 菜单栏
罗盘 Part特征树 处理 曲线 用的 处理点 云用的 点云 处理 三角 块用 的
逆向工具列
插入选项(Insert)
4-1-2.过滤点资料
有时点资料太密集,或者点资料疏密不均,此功能 可将点资料过滤,可用于移除或隐藏过多的点以加快 显示的速度,也可以让点资料均匀。 操作方法 1)点选 过滤器
范例
2)选择点资料,如图1 2)选择点资料, 图1 3)选择过滤型式,如图2 对话框说明: 过滤型式(Filter type) Filtering by sphere:以一个球体的半径作为过滤的范围。 Adaptative filtering:设定一个区域性的弦高为过滤半径。 輸出(Output) 移除或隐藏选取盒:点选则刪除过滤的点资料。 图1 图2
这个模块主要 用于导入点资 料以及对点资 料做适当的处 理。不用于生 成曲面。
这三个模块提供生成平 面曲面的各种技术支持， 其中QSR和创成式外形 设计为主要使用模块。
平面和圆柱面用这个 曲面用这个
这个模块 也可以激 活你想要 的那部分 点云哟
快速成形平面用这个哟
Digitized Shape Editor (点群造型编辑 点群造型编辑) 点群造型编辑
图2 图1
方法三:使用罗盘
1)点选 2)选取点群,如下图 3)选取对话框 4)选取拖拉罗盘即可改变切面方向
方法四:使用曲线限制
操作方法:
1点选 2)选取点群,如图1 3)按对话框 ,此时Limitation会开起,如图2
CATIA V5逆向工程
逆向工程
( Reverse Engineering)
通过各种测量手段及计算机三维几何建模方法，将原有实物（产品原型或油泥模型）转化为计算机上的三维数字模型，在CAID与CAD领域，这就是所谓的逆向工程(Reverse Engineering)。
目前有关逆向工程的研究和应用大多数针对实物模型的几何形状反求，在这个意义下，逆向工程是根据已有实物模型的坐标测量数据，重新建立实物的数字化模型，而后进行分析、加工等处理。
1、我们为什么要使用逆向工程：我们从上游厂商接收的技术资料可能是各种数据类型的三维模型，但
是，由于各种原因，我们所面对的可能并非CAD的模型，而是实实在在的实物样件，有时，甚至可能连一张可以参考的图纸也不存在，这就为我们在后续的工作中采用先进的设计手段和先进的制造技术带来了很大的障碍；
2、我们如何把实物变成我门所需要的数据：
（1）、数据（点云）的来源所使用的工具：三坐标测量仪、扫描仪（摇臂式激光扫描仪）、光学（照相机）扫描仪（ATOS）。
（2）、处理点云主要使用的软件：ICEM Surf、Imageware、Geomegy、以及各种常用的三维CAD软件基本上都能处理，主要是处理各种曲面。
逆向建模的流程
逆向建模的流程
逆向建模是一种从实物对象或现有产品中获取三维模型数据的过程，其基本流程如下：
1. 数据采集：通过三维扫描设备（如激光扫描仪、CT扫描仪等）获取实物表面的大量点云数据。
2. 点云处理：对采集的点云数据进行预处理，包括噪声去除、空洞填充、配准、分割等，确保数据质量。
3. 曲面重构：运用逆向工程软件（如CATIA、Geomagic等），基于处理过的点云数据构建曲面模型，进行曲线拟合和平滑处理。
4. 模型编辑与优化：对重建的三维模型进行精细化编辑，包括特征识别、尺寸修正、细节添加等，使之符合设计要求。
5. 检验与验证：对逆向所得模型进行几何尺寸、公差分析及功能验证，确保模型精度及实用性。
简言之，逆向建模是从实物扫描到数字化模型重建，再到模型优化与验证的全套技术流程。
基于CATIA V5飞机零件的逆向设计
基于CATIA V5飞机零件的逆向设计逆向工程就是根据已经存在的产品模型，反向推出它的CAD模型的过程。
本文对由于各种原因没有CAD模型的实体零件或使用年限长、磨损严重的大型工装进行扫描，对得出的数据进行CATIA处理，最终得出CAD模型的过程进行研究，并且對所得零件进行一定的精度分析。
标签：逆向工程;点云;CAD模型一、前言当前，国内航空企业主要是通过先设计飞机三维模型形成工程数据，之后在工程数据的基础上按照工艺要求，添加工艺信息后通过数控加工成零件。
但是由于我国航空企业由“引进—仿制—设计”模式发展过来，其中很多飞机零件只有图纸或工装，没有CAD模型，导致该类飞机零件的加工受到很多的约束。
随着数字化技术的发展，这种情况促进了逆向工程技术在航空企业的应用。
通过逆向工程设计模型的主要步骤是采用三维扫描系统获取实物模型的外部点云数据，经将噪声点等处理后将点云以igs、stl、iges等格式引入到CATIA软件中，然后采用CATIA软件在这些数据的基础上进行设计。
二、零件特点介绍需要逆向成型的零件多为形状复杂，难以一次成型，且只有图纸或工装，损坏后难以加工的零件。
下面的零件是较为典型的需要逆向建模的零件，由于长时间的使用，该零件的模胎已经损坏，该零件底面为双曲面，上面具有两个凸台，形状复杂，难以一次成型。
具体零件如图1所示。
三、零件逆向设计过程3.1 数据采集数据采集是逆向工程的第一步，也是最重要的一步，通过扫描得到实体模型的相关数据。
扫描图1中的零件时我们可采用手持式自定位三维扫描仪，这种扫描仪精度高，扫描速度快。
在实际扫描过程中，我们应当要对零件轮廓、孔边缘等进行预先处理，以便在扫描过程中能够较好的显示出这些特征的边缘线。
还有在扫面过程中为保证点云的正确性，最好将零件的表面凹痕补修后再进行扫描。
3.2 点云处理3.2.1 噪声点的处理点云采集过程中由于扫描设备精度、操作者经验、被扫描件表面质量、环境等因素的影响，容易产生一些噪声点、测量误差点，这些点将影响重建CAD模型，应将其删除。
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。
基于CATIA V5的ATV曲面逆向设计
基于CATIA V5的ATV曲面逆向设计
冉险生;黄泽好;林立
【期刊名称】《重庆理工大学学报》
【年(卷),期】2010(000)004
【摘要】针对ATV（全地形车）外观曲面的造型特点,结合曲面逆向设计过程,系统阐述了曲面逆向设计中不同曲面间的匹配以及过渡面的构造方法。
综合运用CATIA点云处理、曲面生成、曲面控制点调节、误差分析功能进行曲面逆向设计,生成高品质CLASS A曲面。
【总页数】5页(P54-58)
【作者】冉险生;黄泽好;林立
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TB21
【相关文献】
1.基于CATIA V5的汽车发动机罩逆向设计及曲面评价 [J], 陈旭;王哲琪;伍镜儒;贾万明
2.基于CATIA V5的ATV曲面逆向设计 [J], 冉险生;黄泽好;林立
3.基于CATIA V5的汽车发动机罩逆向设计及曲面评价 [J], 陈旭;王哲琪;伍镜儒;贾万明
4.基于CATIA V5的逆向工程自由曲面重构技术 [J], 何伟
5.基于Catia V5的复杂不规则曲面逆向建模研究 [J], 杨帅;李思奕
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