UG逆向造型的一般方法和技巧.doc

在产品的开发及制造过程中,几何造型技术已使用得相当广泛。但是,由于种种原因,仍有许多产品并非由CAD模型描述,设计和制造者面对的是实物样件。为了适应先进制造技术的发展,需要通过一定途径,将这些实物转化为CAD模型,使之能利用CAD、CAM等先进技术进行处理。目前,与这种从实物样件获取产品数学模型技术相关的技术,已发展成为CAD、CAM中的一个相对独立的范畴,称为“反求工程”(ReverseEngineering)。通过反求工程复现实物的CAD模型,使得那些以实物为制造基础的产品有可能在设计与制造的过程中,充分利用CAD、CAM等先进技术。由于反求工程的实施能在很短的时间内准确、可靠地复制实物样件,因此反求工程成为当前企业先进制造技术的热门话题之一。利用一些非专业的逆向设计软件(如:UG、Pro/ENGINEER、CATIA等)和一些专业的逆向设计软件(如:Surfacer、CopyCAD、Trace等)进行逆向造型是现阶段反求工程在企业应用的典型例子。  由于公司新产品开发需要,笔者利用UG软件进行零件的反求在外形复杂的汽车冲压件的逆向造型设计中取得较好应用效果。我们选择的测量设备是英国LK公司的三坐标测量机,可以用来测量特征的空间坐标、扫描剖面、测量分型线以及轮廓线。此设备获得点的数据量不像激光扫描仪扫描的那么大,所以用一些非专业的逆向设计软件是很合适的。UG的逆向造型遵循:点→线→面→体的一般原则。  一、测点  测点之前规划好该怎么打点。由设计人员提出曲面打点的要求。一般原则是在曲率变化比较大的地方打点要密一些,平滑的地方则可以稀一些。由于一般的三坐标测量机取点的效率大大低于激光扫描仪,所以在零件测点时要做到有的放矢。值得注意的是除了扫描剖面、测分型线外,测轮廓线等特征线也是必要的,它会在构面的时候带来方便。  二、连线  (1)点整理连线之前先整理好点,包括去误点、明显缺陷点。同方向的剖面点放在同一层里,分型线点、孔位点单独放一层,轮廓线点也单独放一层,便于管理。通常这个工作在测点阶段完成,也可以在UG软件中完成。一般测量软件可以预先设定点的安放层,一边测点,一边整理。  (2)点连线连分型线点尽量做到误差最小并且光顺。因为在许多情况下分型线是产品的装配结合线。对汽车、摩托车中一般的零件来说,。连线要做到有的放矢,根据样品的形状、特征大致确定构面方法,从而确定需要连哪些线条,不必连哪些线条。连线可用直线、圆弧、样条线(spline)。最常用的是样条线,选用“throughpoint”方式。选点间隔尽量均匀,有圆角的地方先忽略,做成尖角,做完曲面后再倒圆角。  (3)曲线调整因测量有误差及样件表面不光滑等原因,连成spline的曲率半径变化往往存在突变,对以后的构面的光顺性有影响。因此曲线必须经过调整,使其光顺。调整中最常用的一种方法是EditSpline,选Editpole选项,利用鼠标拖动控制点。这里有许多选项,如限制控制点在某个平面内移动、往某个方向移动、是粗调还是细调以及打开显示spline的“梳子”开关等。另外,调整spline经常还要用到移动spline的一个端点到另一个点,使构建曲面的曲线有交点。但必须注意的是,无论用什么命令调整曲线都会产生偏差,调整次数越多,累积误差越大。误差允许值视样件的具体