1、逆向工程,什么是逆向工程？,这就是,逆向工程,我们把零件以点的形式扫描出来，再通过这些点在软件中还原零件的样子，这种方法就叫做逆向工程。,这是汽车上得一个铰链零件的逆向数模,在CATIA软件中实现类似上面那样的逆向过程很简单，下面就来看看我们要用到的工具吧。,逆向作业就是以DSE模块为中心，结合FS，创成式外形设计，QSR三大模块协同作业。,任何零件的外表面都是由平面与曲面组成，逆向设计其实就是根据点云创建平面与曲面，再将这些面修剪缝合成零件的外表面，再通过加厚或包络体生成我们需要的零件。,这是用来导入导出点资料用的,这是用来激活、过滤、修剪点资料的,这是用来处理三角块的,这是用来生成曲线用的
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),下面就让我们来系统的学习逆向工程中要用到的各个命令,1.课程表 2.逆向工程简介 3.环境介绍 4.指令介绍4-1.点云的导入导出过滤 4-2.点资料修剪4-3.点资料对齐与合并4-3-1.点云与点云对齐4-3-2.点云对齐曲面 (Align with Surface)4-3-3.合
3、并点云 (Merging Cloud of Points)4-4.断面线,4-4-1.点云断面 (Cutting a Cloud by Planar Sections)4-4-2.投影 (Projecting Curves on Clouds)4-5.建立曲线4-5-1.空间曲线 (Creating Free Form Curves in Space)4-5-2.平面曲线 (Curves on Plane)4-5-3.从扫描生成曲线 (Curves from Scans)4-6建立三角曲面4-7.曲面接合与平行4-7-1.合并三角曲面 (Merging Tessellations)4-7-2.
4、平行三角曲面4-8.距离分析4.9显示方式,逆向工程就是根据现有的实体，量测其外观坐标，再根据量測所得的点坐标资料构建物体的曲面模型。建构曲面模型有两种途径: 第一种:以点资料为基准,找出其近似曲线,再使用其 曲线重新构造曲面,建立新的模型. 第二种:直接使用点资料,生成网格的三角曲面.一旦有了三维的几何模型，就能方便应用于CNC加工或快速成型等制造!,如何打开DSE模块？,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,操作步骤:,点云,罗盘,标题栏,Part特征树,处理三角块用的,处理点云用的,处理曲线
5、用的,菜单栏,插入选项(Insert),工具列(Tools),逆向工具列,视窗(View),点云编辑,建立Scan4,建立曲线,合并,对齐,距离分析,三角曲面,4-1.点云的导入导出及过滤,选择点资料可多選,Format:选择格式,统计资料选取,Scale:比例调整,Unit:单位,显示统计资料,Preview:预览更新,支持的格式有,Replace:替代目前 的点资料,對話框功能說明,点资料不能直接开启或存储,必须使用导入导出功能。,导入点的百分比,4-1-1.导入点资料,1)首先点选出 出现对话框,如图1,2)按 选择点资料可同时按Ctrl键复选,如图2,3)按预览,4)按 完成,图1,图
6、2,此功能是將点资料导入CATIA中,导入时可在对话框设定点资料的百分比(Sampling),比例(Scale),单位(Unit)等等.,操作方法:,Asc,Atos,Iges,Stl,More选项,选择More后依格式不同而选项不同如下说明,格式,选项如下,Iges,导出点资料,例子,此功能作导出点资料之用,可輸出Ascii free,Stl或CATIA 逆向CGO格式等文件，这个功能操作起来非常简单, 方法如下:,1)点选,2)选择点群,如图1,3)输入名称及选择格式完成,如图2,图1,图2,4) 存储完成,同样的方式可以导出Scan特征的点资料,1)点选,2)选择点云,如图1,3)输入名
7、称及格式,如图2,Scan的輸出,图2,4)按存储完成,操作方法,图1,将三角曲面,导出为Stl 格式或其他格式的点资料,2)选择曲面Cloud Tessellation.1如图1,範例,3)输入名称及格式,如图2,三角曲面(tessellation)的輸出,1)点选按,图1,图2,操作方法,球体过滤(Filtering by sphere),1)点选 过滤器,2)选择点资料,如图1,3)选择过滤型式:Homogeneous,如图2,4)出现绿色球体,表示绿球大小,如图3,5)完成,如图4,操作方法,图1,Homogeneous型式后的值为滤球半径固定这个半径过滤,在圆球范围内的点则被删除。,
8、图2,图3,图4,调整性过滤(Adaptative filtering),范例,1)点选 过滤器,2)选择点资料,如图1,3)选取过滤型式:Adaptative filtering,如图2,4)调整弦高.,5) 完成,操作方法,Adaptative型式后的值为,区域性的弦长高,在这范围內最大的弦长作为过滤半径.,图1,图2,图3,4-1-2.过滤点资料,范例,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。,1)点选 过滤器,2)选择点资料,如图1,对话框说明: 过滤型式(Filter type)Filtering by
9、 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。,3)选择过滤型式,如图2,图1,图2,操作方法,保留移除部分点资料,1) 激活点资料,2)选择(Selection ):点选 Pick 如图1,3)我们可以在level中选择我们所要 的激活形式。,4)选择要保留的点资料,Point: 单选一点,Scan/Grid:选Scan的格点,Digit(element of a cloud):选择一个点群。,法一:使用点选的方式,Cloud (global cloud
10、): 选取所有的点群资料,4-2.点资料修剪,操作方法,修剪点资料可使用点选,框选 ,多边形等等的不同方式来作编修.如下,图1,范例,1)点选,2)选择(Selection ):点选 Trap如图1,3)圈选型式(Trap type):,法二:使用框选的方式,5)框选(Rectangular),4)选取保留內(Inside)或外(Outside),6)多边形框选(Polygonal),图1,操作方法,选取后未按ok时,可调整多边形的范围,框选完后可,按对话框中得的 继续选择下一个要保留或隐藏的点资料范围,补充说明,交换选区（就是原本隐藏现在保留）,点资料与点资料对齐(Aligning Clou
11、ds),1)选择要对齐点云,如图1,2)选择基准点云,3)选择要对齐点云的基准,如图2,4)选择基准点云的基准,如图3,5)选Yes完成,如图4,范例,4-3.点资料的对齐与合并,操作方法,图1,图2,大型的零件或复杂的零件,往往没有办法一次测量完成,必须部分量测,所得点云是分散的且没有对齐,这时就要用到对齐功能。,搬移點群,基準,图3,图4,4-3-2.点资料对齐曲面(Align with Surface),1)选取点资料,如图1,2)选取平面或曲面两次,如图2,3)选择点资料作为基准,如图3,4)按Yes完成,如图4,操作方法,将点资料对齐曲面或平面,图1,图2,图3,图4,4-3-3.合
12、并点资料(Merging Cloud of Points),1)点击 出现对话框,如图1,2)选取要合并的点群,如图2,3)按OK将点群合为一体,如图3,将多个点群合并为一个点群,操作方法,图1,图2,图3,4-4-1.点群断面(Cutting a Cloud by Planar Sections),Number:输入切面的数目 Infinite:切整个点群。 Step: 输入两个切面的距离,Swap: 改变切面的方向,Fixed: 固定 Step: 固定两个切面的距离 Number:设定固定切面数,Influence Area (切面的厚度)系统会 自动计算在这个厚度 內的点交于切平面上。,
13、Scans Distinct:每条Scans独立 Grouped into one element: 切面出scan为一个物件,Limitation 曲线限制切面的位置,定义切面方向:使 用yz,xz,xy,罗盘, 工作面,曲线上等,此功能用于建立点群的断面,所得的断面Scans还是一个点群资料;可使用点群修剪的功能继续编修,並且可使用Curve from scans將scans转为曲线(Curve),再使用这些曲线建立我们的模型。,对话框说明,3)定议切面的方向,如图2,1)点选,2)选取点群,如图1,选,获取断面方法一:使用坐标系,操作方法:,4)选择不同的方向,所切割的方向如下:,图1,
14、图2,选,选,1)点选,2)选取点群,如图1,4)选取工作平面,如图2,方法二:使用工作平面,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,操作方法:,3)选取对话框平面,图1,图2,方法四:使用曲线限制,1点选,2)选取点群,如图1,3)按对话框 ,此时Limitation会开起,如图2,4)为了方便选取将点资料隐藏,5)选取曲线两次,如图3,6)再选另一条曲线限制,如图4,7)按预览,如图5,8)按OK完成,如图6,图1,图2,图3,图4,图5,图6,操作方法:,固定(Fix):间距(step),拖拉箭头,间距,切面数,固定(Fix):
15、切线数(Number),补充说明,选取对话框无界限(Infinite)选取取盒,每个(Section)为独立特征,断面(Section)为一个整体,4-4-2.投影(Projecting Curves on Clouds),1)点选,2)选取曲线,如图 1,4)设定方向,如图2,3)选取点群,5)设定点数及工作距离,如图3,7) 完成,如图5,6) 预览,如图4,图1,图2,操作方法,图3,图4,图5,4-5.建立曲线,4-5-1.空间曲线(Creating Free Form Curves in Space),三种模式,通过点(Through Point):,通过点建立曲线,它是由多个弧线连
16、接而成,在对话框中Order 代表两点间曲线的控制点点数,如图3. Number of arcs为曲线段数目.如图2,操作方法:,1)点选 2)点选通过点,如图1 3)按OK 完成,Digitized Shape Editor 模块中提供了三种建立曲线的方式,第一种是 空间曲线(Curve in Space) ,第二种是 平面曲线(Curve on Plane),第三种是 將Scans转换成近似曲线(Cureve from Scans).,空间曲线的画法可以设定通过点,控制点,接近点等方式来绘制，具体说明如下:,图2,图3,图1,分断点,接近点(Near Point):,使用一个单一曲线绘制,
17、控制点(Control Point):,使用控制点绘制曲线,只有头尾通过多边型,其余只做控制曲线形狀之用,若点数超过6点,这个曲线会以多段曲线绘制曲线,如图2,图1.为四个控制点,图2.为8个控制点,分断点,少于6个控制点无分断点,如图1,Order(max):为控制点的最多点数,若我们所设的控制点大于order则以降阶处理.,Mono arc:为单一条曲线绘制,此值不可更改。,图1.为四个控制点,图2.为6个控制点,图3.因Max 为4所以得到四个控制点的三阶曲线.,闭合(Closure): Curve Mode 点选 则增加一点与起点相同 可以建立封闭的曲线,如图1。,说明,曲线模式(Cu
18、rve Mode)选项,Display 选项,给出曲线分析,如图2,给出控制点与曲线最近距离,只有在接近点(Near Point)模式才可使用,如图3,图2,图1,图3,4-5-2.平面曲线(Curves on Plane),建立一个平面的曲线,使用方式与空间曲线相同.,操作方法:,1)点选,2)使用3D罗盘做为建立的平面或选择一个工作平面来绘制曲线。,说明,设定为对称按钮,未设定对称,圖2. 点选对称,格线开关按钮 表示最大的范围,3D罗盘,4-5-3.从扫描产生曲线(Curves from Scans),可将假想的暂时性的Scans转换成曲线.,1) 点选 出现对话框,如图1,操作方法:,
19、2) 选择Scans Curve可复选 ,即出现绿色预警曲线,并会显示此Scans 曲线內的点资料之间的最大距离与最小距离.如图2。,图1,图2,3) 调整精度,減少点之间的距离,调整为Accuracy=0.293,如图3 可看到调整后的情形.,图3,4)按OK完成,如图4,结构树增加3条曲线.,图4,说明,圆滑(Smoothing): 用圆滑的方式来近似与这个扫描曲线scans ,此法较为圆滑,但误差较大,如图1,內插法(Interpolation): 利用內插法的方式近似Scans,此选项较为精准,但阶数高,需较多记忆体,如图2,图1,图2,分开角度(Split Angle):此角为两条曲
20、线的补角,如图3;在这个角度內就将曲线分断。,图3,图4 ：角为90度时的样子,图5：角度为60度时的样子,3.6建立三角曲面工具,在点群编辑器的模块中所建立出来的曲面为三角曲面,此法是將点群资料的点与点连接,铺成的三角面,所以点的多少与精度会影响曲面的品质,此Tessellation特征可以输出为STL格式,操作方法,1)点选 Tessellate,出现对话框,如图1,建立三角曲面(Tessellating a Cloud of Points),图1,2)选择点群,如图2,图2,3)调整连接距离,绿色球体可知连接三角 面的范围,並且可以点选点群改变绿色球的位置,方便決定连接距离.如图3,4)
21、预览,5)OK完成,如图4,图3,图4,说明,按应用(Apply)预览时,显示方式有两种如下图所示,图1.三角形(Triangles),图2.着色(Shading),连接模式:,自动:自动做三角曲面连接,且可以重复连接三角面以保持外型的正确性.,手动:找最近的边界连接,所以有时会连接不上,但不会有重复的三角面.,3.7 合并与平行三角曲面,目前三角曲面的编辑功能有合并与平行,说明如下,4-7-1.合并三角曲面(Merging Tessellations),此功能可将几个三角曲面特征,结合成为一个特征。,操作方法:,2)选择想要结合的三角曲 面,如图1,1)点选,3)OK完成,如图2以成为同一个
22、物件,图1,图2,4-7-2.平行三角曲面,操作方法:,1)点选 出現對話框,如图1,2)点选三角曲面,如图2,图1,图2,3)输入Offset Value=30,如图3,4)OK完成,此功能只适用于三角曲面,或STL格式的曲面,说明,若点选对话框Free Edges里的Create scans:则平行的 曲面上会多一个边界线,如图3。,图3,图4.黄色边界线,3.8距離分析(Analyzing Distances Between Two Sets of Elements),此功能可分析两个物件之间的距离,使用一顏色的方式显示,操作方法: 请参考FREE STYLE模块,3.8显示示方式(Display Options),此种显示的选项,主要用于控制:,操作方法:,1)点选 出现对话框,如图1,2)选择物件,3)变更符号,如图2,4)OK完成,图2,三角曲面(tessellation ),点群(cloud of points),扫描线(scans ),格点(grids),说明,选择三角曲面的显示方式,显示三角网格,显示黃色边界,圆滑的,点群的显示方式,scans or grids的显示,可以选择四种不同的显示方式:如下所示,可选择多边线或点，如下图,
