UG 逆向模块开发的应用研究

通过利用UG／Open二次开发工具和VC＋＋程序语言所开发的逆向模块，对点云数据进行处理，避免了在专用逆向软件中操作的复杂性和多种软件格式转换过程中特征的丢失。本文以点云数据“POCKET”为例，实现了点云特征线在UG界面上的显示以及三维模型的重构。     

逆向工程在烟机国产化中的应用

逆向工程使用的软件，目前比较常用的有Surfaeer、Delcam、Cimatron以及Strim等公司的。这些系统对逆向设计中的实际问题进行处理，极大地方便了设计人员。此外，一些大型CAD软件也逐渐为逆向工程提供了设计模块。例如Pro／E的ICEM Surf和Pro／SCANTOOLS模块，可以接受有序点(测量线)，也可以接受点云数据；这些软件的发展为逆向工程的实施提供了软件条件。UG软件随着版本的提高，逆向工程模块也逐渐丰富起来，并且功能越来越强大。     

基于UG的逆向CAD的应用

逆向工程技术是进行产品设计、产品快速开发和创新的先进制造技术,它可以实现很多传统设计不能完成的复杂曲面CAD三维建模任务.在研究点云数据处理、特征分类和识别、曲线和曲面重构等逆向工程的关键技术的基础上,基于UG二次开发实现对点云数据特征的提取功能.     

船用凸轮外形轮廓线测量与建模的研究

船用凸轮进行国产化和再升级的正向设计较困难,本文基于逆向工程技术,采用激光扫描仪测量并进行逆向设计。首先对实体零件采用激光扫描仪获取表面点云数据,利用逆向软件对测量数据进行点云合并、点云去噪、点云精简、建立坐标系、点云平面投影等处理,提出分层提取边界算法。将提取的边界点云由点到线到面的流程,构造三维实体模型。实践表明,该逆向设计能快速建立实体模型,基本可以满足凸轮运动要求,有一定实践指导意义。     

基于UG甲壳虫汽车车身的逆向设计

介绍了逆向工程的概念,阐述了逆向工程技术的工作流程,采用RSM型三维扫描抄数机对甲壳虫汽车车身进行数据测量,并在UG平台上对车身的点云数据进行数据处理、曲线建立、曲面重构、验证分析及造型等过程,采用逆向技术对汽车车身进行设计开发,结果表明了UG在逆向工程技术中具有很好的实用性.     

大型复杂零件反求软件开发及功能实现

在大尺寸复杂零件反求设计实际应用过程中,往往需要正向设计软件能够直接处理点云数据而逆向设计软件能够直接进行参数化实体造型。针对这一实际工程需要,对点云数据获取与预处理、多视测量与数据拼接、复杂曲面特征提取与重构等理论和方法进行研究,以VC++6.0为开发工具,借助UG/OPENAPI平台开发了RETOOL反求系统;该系统可内嵌于UG NX系统,实现了正向设计软件能够直接处理点云数据的功能;以风机叶片等零件为应用实例详细阐述了RETOOL系统用户界面、点云数据获取、特征点提取和特征曲线拟合等模块开发过程。     

基于UG的汽车倒车镜的逆向设计

逆向工程技术作为一种实用、快速的产品设计开发方法,近几年来得到了广泛地应用.本文采用CMM对汽车后车镜进行数据测量,并在UG平台上对倒车镜的点云数据进行预处理、曲面重构、验证分析等,采用逆向工程技术对倒车镜进行设计开发.结果表明了UG软件在逆向曲面造型以及绘图效率等方面,有明显的优越性与实用性.     

复杂曲面微模具的加工仿真及实验研究

采用逆向工程方法获取微模具的点云数据,利用逆向工程软件对点云数据进行处理、曲面重构和误差分析,获得了具有较高曲面造型精度的模具模型.利用UG加工模块,对微模具的数控微细铣削加工过程进行仿真,确定合理的切削参数和数控程序.以微小型三轴数控铣床为加工平台,利用微径球头铣刀对微模具进行加工实验.最终,实现了特征尺寸在微米级、具有复杂曲面结构微模具的高质量加工.     

基于Imageware和UG的汽车内饰件的逆向设计

随着汽车在我国的逐渐普及,汽车的反求也越来越受到重视.汽车内饰件是影响汽车内部美观性的重要因素.主要就逆向工程在汽车行业的应用进行研究,同时对某一汽车内饰件从点云获取、数据预处理、曲线曲面以及实体构造到精度评价的整个操作步骤进行了研究,并介绍了逆向软件Imageware和UG在逆向工程中的应用.     

基于Imageware和UG的汽车阀体的反求设计

以汽车阀体零件为研究对象,探讨了逆向工程在汽车零部件设计中的应用.介绍了具有复杂特征的阀体由阀体实物模型到基于三坐标测量仪扫描的点云数据,再到参数化设计的CAD模型,最终形成优化的CAD模型的全过程及Imageware和UG软件在该过程中的应用.提出了一种新的基于点云提取的造型思路,并给出了反求设计的工作流程.     

一种基于最小二乘固定球法的多视点云拼合技术

为了得到复杂实物的完整测量数据,需要将不同视角下测得的点云统一到同一个坐标系下并进行数据融合。提出了一种基于最小二乘固定球法的多视点云拼合算法;采用拟合最小二乘球法获取球心坐标,然后用三点对齐法实现多视数据的坐标变换,最后用加权平均法去除两组点云中的冗余点实现两组数据的融合。利用UG/OPEN工具集将该拼合技术集成到UG中,应用实例证明了该技术的有效性和实用性。     

基才Geomagic软件的汽车保险杠逆向工程设计

介绍了逆向工程的含义、基本工作流程及Geomagic软件的功能特点。针对汽车保险杠的特点,利用三维坐标测量仪,测出汽车保险杠的点云数据,然后将测量的点云数据用Geomagic软件进行各项优化处理,包括减少噪声点、点云数据的采样和在点对象上创建多边形网格及NURBS曲面,然后利用UG软件的曲面造型功能,做出汽车保险杠的CAD模型。实现了汽车保险杠由实物到点云、再由点云到三维模型的快速逆向设计。     

UG在逆向工程技术中的应用

介绍了逆向工程的概念、特点及工作流程，阐述了UG的曲面造型技术和主要功能，用UG对汽车车身点云数据进行了数据处理、曲面重建及造型等过程。研究表明UG在逆向工程技术中的应用具有重大的意义。     

基于UG二次开发的点云数据曲面建模

点云数据的曲面建模是反求建模的核心技术之一。针对三坐标测量的点云数据,利用VC强大的数据处理能力和UG出色的曲面造型功能,开发了基于UG/Open API的曲面造型插件。该插件集中了数据预处理功能和曲线曲面建模功能,数据预处理主要包括噪声处理、曲面扩展及数据平滑。经验证,该方法建模速度快、精度高、适应性好。     

A methodology for smoothing of point cloud data based on anisotropic heat conduction theory

It is necessary to smooth point cloud data in reverse engineering or the inspection of free-form surfaces because noisy points will have a negative influence on the post-processing of this data. The big problem in smoothing point cloud data is how to solve the dilemma between removing noisy points and keeping feature boundary information, whilst controlling the diffusiveness of noisy points. In this paper, the theory of anisotropic heat conduction is adopted to establish a mathematical model of point cloud data smoothing. The point cloud data can be considered as a temperature field with an adiabatic boundary. So the heat is only conducted inside the temperature filed and has no effect on the outer side. For point cloud data, it means that the smoothing is only on the local area, which makes a good balance between deleting noisy points and keeping feature boundary information. The method has been implemented by using two cases for practical application, and the result proves its efficiency.     

在UG中实现点云的交互区域分割

采用WINDOWS API函数和UG/OPEN C API函数获取UG的主窗口指针并利用鼠标钩子捕捉鼠标点的屏幕位置,用OpenGL API函数将点云映射到窗口坐标系下,然后结合多边形内外点的判断算法实现点云的区域分割。应用实例表明了该技术的可行性,为点云的后续处理奠定了基础。     

基于Geomagic和UG的快速参数化逆向建模方法

提出了一种基于逆向设计软件Geomagic和三维建模软件UG的产品快速参数化逆向建模新思路。首先,利用逆向设计软件Geomagic Studio对扫描获得的物体点云数据进行处理,主要包括三角化阶段和多边形阶段处理,获得网格包络曲线;其次,将构建的网格包络曲线导入三维建模软件UG中进行参数化曲面构建;最后,对新方法的建模精度进行了评价。实验结果表明,该方法不仅能获得高精度的曲面模型,还可以大幅度的缩短产品设计和开发周期。     

On-line three-dimensional point cloud data extraction method for scan-tracking measurement of irregular surface using bi-Akima spline

Point cloud data extraction is an important process in scan-tracking measurement. In this paper, a new method of on-line three-dimensional point cloud data extraction for scan-tracking measurement is proposed for reducing extremely dense sampled data while maintaining data accuracy during the real-time scan-tracking measuring process. It is inspired from sketch paintings: First outlining the broad contour of the curve and then revising local details till the interpolated curve satisfies the required accuracy. This method adopts bi-Akima spline interpolation for connecting acquired points in NC machining or for point data fitting in reverse engineering. It can reduce efficiently the amount of point data with a smaller data reduction ratio and a smoother machined/fitted surface than conventional three-dimensional chordal method.