UG逆向建模學(xué)習(xí)02

1、安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd逆向建模學(xué)習(xí)主講人：劉占東時(shí)間：2013年12月13日安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd課程簡(jiǎn)介 一、逆向工程介紹二、曲面基礎(chǔ)知識(shí) （1）曲面連續(xù)性概念 （2）曲面品質(zhì)三、曲面建模技巧安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd一、逆向工程介紹實(shí)

2、物樣件數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)預(yù)處理數(shù)據(jù)分塊曲線重構(gòu)曲面重構(gòu)CAD模型CAE系統(tǒng)CAM系統(tǒng)快速成型RP產(chǎn)品樣件模具新產(chǎn)品點(diǎn)云拼合降噪、除雜過(guò)濾網(wǎng)格化快速成型RP逆向工程應(yīng)用流程安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd 常用逆向軟件應(yīng)用n geomagic（常用于點(diǎn)云處理）n Imageware（常用于曲線構(gòu)造）n Catia/UG（常用于曲面創(chuàng)建）一、逆向工程介紹安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Lt

3、d一、逆向工程介紹 點(diǎn)云的處理n 點(diǎn)云的降噪、勻化 噪聲去除噪聲去除：數(shù)據(jù)噪聲主要由振動(dòng)、鏡面反射或零件粗糙的 表面等因素引起，是測(cè)量中很難避免的。噪聲不僅會(huì)增加曲率或法矢的估算誤差，影響數(shù)據(jù)分塊，而且會(huì)破壞曲面模型的光順性，這是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。 數(shù)據(jù)勻化：數(shù)據(jù)勻化：樣件本身復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和固定樣件所用的夾具都會(huì)引起測(cè)量數(shù)據(jù)的局部缺失，這可能會(huì)給特征提取和曲面重構(gòu)帶來(lái)很大困難。在進(jìn)行特征提取前，應(yīng)通過(guò)一定的方法恢復(fù)丟失的測(cè)量信息，這就是數(shù)據(jù)勻化或數(shù)據(jù)補(bǔ)全技術(shù)。安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co

4、., Ltd均勻壓縮（均勻壓縮（8298個(gè)點(diǎn)）個(gè)點(diǎn)）掃描點(diǎn)（掃描點(diǎn)（68531個(gè)點(diǎn)）個(gè)點(diǎn)）均勻壓縮處理（均勻壓縮處理（0.31mm壓縮至壓縮至1.13mm）一、逆向工程介紹 點(diǎn)云的處理n 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的過(guò)濾 數(shù)據(jù)壓縮數(shù)據(jù)壓縮：隨著激光測(cè)量技術(shù)的廣泛應(yīng)用，測(cè)量結(jié)果往往是大規(guī)模的，因此可能存在大量的冗余數(shù)據(jù)，在曲面造型前需要按一定要求減少測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量，即進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)其壓縮方法也不同。安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd一、逆向工程介紹 點(diǎn)云的處理n 點(diǎn)云數(shù)據(jù)網(wǎng)格化 點(diǎn)云處理的最后

5、一步是生成網(wǎng)格化點(diǎn)云，網(wǎng)格化點(diǎn)云質(zhì)量的好壞直接影響到下一步的點(diǎn)云數(shù)據(jù)分塊，而對(duì)最終生成的曲面也有一定的影響。正確建立各點(diǎn)之間的拓?fù)潢P(guān)系，形成三角平面片是網(wǎng)格化點(diǎn)云的關(guān)鍵。另外在曲面較平坦的范圍內(nèi)要合理減少三角平面片數(shù)量，在曲面曲率比較大的范圍內(nèi)合理增加三角平面片的密度。安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd二、曲面基礎(chǔ)知識(shí) 曲面連續(xù)性概念曲面連續(xù)性可以理解為相互連接的曲面之間過(guò)渡的光滑程度。提高連續(xù)性級(jí)別可以使表面看起來(lái)更加光滑、流暢。曲面連續(xù)性級(jí)別：曲面連續(xù)性級(jí)別： 1.G0-位置連續(xù)

6、2.G1-切線連續(xù) 3.G2-曲率連續(xù) 4.G3-曲率變化率連續(xù) 安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd圖中所示的兩組線都是位置連續(xù)，他們只是端點(diǎn)重合，而連接處的切線方向和曲率均不一致。這種連續(xù)性的表面看起來(lái)會(huì)有一個(gè)很尖銳的接縫，屬于連續(xù)性中級(jí)別最低的一種。 曲面連續(xù)性概念1.G0-位置連續(xù) 二、曲面基礎(chǔ)知識(shí)安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd圖中所示的兩組曲線屬于切線連續(xù)，他們不僅

7、在連接處端點(diǎn)重合，而且切線方向一致(可以看到相連的兩條線段梳子圖的刺在接觸點(diǎn)位置是在一條直線上的)。這種連續(xù)性的表面不會(huì)有尖銳的連接接縫，但是由于兩種表面在連接處曲率突變，所以在視覺(jué)效果上仍然會(huì)有很明顯的差異。會(huì)有一種表面中斷的感覺(jué)。 曲面連續(xù)性概念2.G1-切線連續(xù) 二、曲面基礎(chǔ)知識(shí)安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd圖中的兩組曲線屬于曲率連續(xù)。他們不但符合上述兩種連續(xù)性的特征，而且在接點(diǎn)處的曲率也是相同的。如圖中所示，兩條曲線相交處的梳子圖的刺長(zhǎng)度和方向都是一致的。 這種連續(xù)性的曲面

8、沒(méi)有尖銳接縫，也沒(méi)有曲率的突變，視覺(jué)效果光滑流暢，沒(méi)有突然中斷的感覺(jué)。 這通常是制作光滑表面的最低要求。也是制作A級(jí)面的最低標(biāo)準(zhǔn)。 曲面連續(xù)性概念 3.G2-曲率連續(xù) 二、曲面基礎(chǔ)知識(shí)安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd圖中的兩組曲線的連續(xù)性屬于曲率變化率連續(xù)。這種連續(xù)級(jí)別不僅具有上述連續(xù)級(jí)別的特征之外，在接點(diǎn)處曲率的變化率也是連續(xù)的，這使得曲率的變化更加平滑。曲率的變化率可以用一個(gè)一次方程表示為一條直線。 這種連續(xù)級(jí)別的表面有比G2更流暢的視覺(jué)效果。但是由于需要用到高階曲線或需要更多的

9、曲線片斷所以通常只用于汽車(chē)設(shè)計(jì)。 曲面連續(xù)性概念 4.G3-曲率變化率連續(xù) 二、曲面基礎(chǔ)知識(shí)安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., LtdG0由于使模型產(chǎn)生了銳利的邊緣，所以平時(shí)都極力避免，甚至想盡辦法擺脫這種效果。不常用 G1由于制作簡(jiǎn)單，成功率高，而且在某些地方極其實(shí)用，比如兩個(gè)面之間的倒角就用這種連續(xù)級(jí)別。比較常用 G2由于視覺(jué)效果非常好，是大家追求的目標(biāo)，但是這種連續(xù)級(jí)別的表面并不容易制作，它是Nurbs建模中的一個(gè)難點(diǎn)。這種連續(xù)性的表面主要用于制作模型的主面和主要的過(guò)渡面。常用 G3這種

10、連續(xù)級(jí)別通常不使用，因?yàn)樗麄兊囊曈X(jué)效果和G2幾乎相差無(wú)幾，而且消耗更多的計(jì)算資源。這種連續(xù)級(jí)別的優(yōu)點(diǎn)只有在為了得到完美的反光效果而要求表面曲率變化非常平滑的時(shí)候才會(huì)體現(xiàn)出來(lái)。 曲面連續(xù)性概念 曲面連續(xù)性總結(jié)曲面連續(xù)性總結(jié)二、曲面基礎(chǔ)知識(shí)安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd A級(jí)曲面 A級(jí)曲面定義 滿足相鄰曲面間之間隙在 0.005mm 以下，切率改變 ( tangency Change ) 在0.16度以下，曲率改變(curvature change) 在0.005 度以下，且符合以下條

11、件： 1. 所有特征都必須分解成單凸或單凹特征。 2. 所有特征線（面）階數(shù)必須小于6階。 3. 零件邊界線必須光順。 4. 與點(diǎn)云誤差 5mm以內(nèi)。 的曲面稱(chēng)為A級(jí)曲面二、曲面基礎(chǔ)知識(shí)安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd A級(jí)曲面 在汽車(chē)覆蓋件里面對(duì)A面的另一種解釋?zhuān)?A面為車(chē)身外表面，白車(chē)身車(chē)身外表面，白車(chē)身 B面為不重要表面，比如內(nèi)飾表面不重要表面，比如內(nèi)飾表面 C面為不可見(jiàn)表面不可見(jiàn)表面 但是現(xiàn)在隨著美學(xué)和舒適性的要求日益提高，對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾件也提到了A級(jí)曲面的要求。因而分類(lèi)隨之簡(jiǎn)化

12、，A級(jí)曲面，可見(jiàn)（甚至是可觸摸）表面；B級(jí)曲面，不可見(jiàn)表面。采用這樣的劃分方法則汽車(chē)的console（副儀表臺(tái)）屬于A級(jí)曲面，內(nèi)部結(jié)構(gòu)件則是B級(jí)曲面。二、曲面基礎(chǔ)知識(shí)安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd 曲面品質(zhì) 1.曲面光順性檢測(cè) 二、曲面基礎(chǔ)知識(shí)高斯曲率檢測(cè)法 反射線檢測(cè)法高光線檢測(cè)法截面線檢測(cè)法安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd相交連續(xù)斑 馬 紋 顯 示使 用 彩 色 邊界

13、 線 構(gòu) 成 相交面的結(jié)果。斑 馬 紋 在 相交處不連續(xù)，粗 細(xì) 變 化 不均勻。斑 馬 紋 顯 示使 用 彩 色 邊界 線 構(gòu) 成 相切 圓 角 面 的結(jié) 果 ， 斑 馬紋 成 相 交 連續(xù)，存Z形，粗 細(xì) 變 化 不均勻。相切連續(xù)斑 馬 線 顯 示使 用 彩 色 曲線 生 成 曲 率連 續(xù) 圓 角 面形狀的結(jié)果,斑 馬 紋 光 順連續(xù)，存S形，粗 細(xì) 變 化 均勻。曲率連續(xù) 曲面品質(zhì) 1.曲面光順性檢測(cè) 二、曲面基礎(chǔ)知識(shí)安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd斑馬紋走向光順，粗細(xì)變化均勻

14、。面的質(zhì)量較高。斑 馬 紋 走 向紊 亂 出 現(xiàn) 波浪 ， 粗 細(xì) 變化 不 均 勻 。面 的 質(zhì) 量 不好。斑 馬 紋 走 向紊 亂 出 現(xiàn) 旋渦 ， 粗 細(xì) 變化 不 均 勻 。面的質(zhì)量差。彩 色 斑 馬 紋斷 開(kāi) ， 粗 細(xì)不 均 勻 ， 顯示 曲 面 之 間不 一 致 的 趨勢(shì) ， 面 與 面之 間 沒(méi) 有 達(dá)到 要 求 的 連續(xù)性。彩色斑馬紋都存S形，粗細(xì)變化均勻，顯示曲面之間達(dá)到很好的曲率連續(xù)。 二、曲面基礎(chǔ)知識(shí) 曲面品質(zhì) 1.曲面光順性檢測(cè) 安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., L

15、td 曲面品質(zhì) 2.曲面重合度檢測(cè) 二、曲面基礎(chǔ)知識(shí)安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd 曲面品質(zhì) 3.曲面調(diào)整 二、曲面基礎(chǔ)知識(shí)第一步是尋找壞點(diǎn)（即嚴(yán)重偏離位置的點(diǎn)），并調(diào)整它的位置以滿足曲面的變化趨勢(shì)；第二步是粗光順，把控制點(diǎn)作為評(píng)價(jià)對(duì)象，調(diào)整控制點(diǎn)使控制點(diǎn)的走勢(shì)大致相同，并保證曲面的局部單凸性或單凹性；第三步是精光順，打開(kāi)曲面的截面曲率梳，以它作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，調(diào)整曲面的控制點(diǎn)使曲率梳上各段的曲率變化均勻。 安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd 劃分主要曲面構(gòu)成 這一步至關(guān)重要，對(duì)建模的品質(zhì)有直接的影響。 三、曲面建模技巧安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司安徽江淮福臻車(chē)體裝備有限公司AN HUI JAC-ASSET BODYWORK EQUIPMENT Co., Ltd 識(shí)別曲面之間的關(guān)系 內(nèi)板曲面數(shù)模多為曲面/平面+倒角，而曲面之間多為偏置關(guān)系，特征之間也存在一定的偏