【正文】 】選擇剛才創(chuàng)建的曲線，以Y軸為方向，拉伸片體，如（圖55）所示。最后鏡像的時候這個點云所在的平面就是鏡像平面。故而在制作其三維模型的時候也只是需要到一半的點云，把產(chǎn)品半邊的曲面做好之后，直接鏡像就可以得到產(chǎn)品完整的曲面了。點擊【格式】/【移動至圖層】把各個顏色不相同的點云移動到不同的圖層里面，如（圖52）所示。圖51導入的點云由于導入的點云數(shù)目比較繁多，而且還有好幾種不同的顏色，如果不分類管理的話在制作曲面調用需要點的時候就會很麻煩。 產(chǎn)品模型曲面的創(chuàng)建把之前修改好的點云和三角網(wǎng)格化的點云都在【導入】界面中導入到UG環(huán)境內，兩個文件的格式都是不一樣的，一個使asc文件，一個使stl文件。除此之外，組立功能、2D出圖功能、模具加工功能及與PDM之間的緊密結合，使得UG在工業(yè)界成為一套無可匹敵的高階CAD/CAM系統(tǒng)。 Unigraphics(UG)是一套復雜產(chǎn)品設計制造的最佳系統(tǒng)，從概念設計到生產(chǎn)產(chǎn)品，UG廣泛的軍用在汽汽車業(yè)、航天業(yè)、模具加工及設計業(yè)、醫(yī)療器材產(chǎn)業(yè)等等，近年來更將觸角深及消費性市場產(chǎn)業(yè)中最復雜的領域—工業(yè)設計。它不但擁有現(xiàn)今CAD/CAM軟件中功能最強大的Parasolid實體建模核心技術，更提供高效能的曲面建構能力，能夠完成最復雜的造型設計。UG的計算機輔助制造（ CAM）模塊包括數(shù)控銑加工編程、車加工編程、電火花線切割編程，UG—CAE主要是對模型的分析。 實體建模軟件UG是美國EDS公司（現(xiàn)已經(jīng)被西門子公司收購）的集 CAD/CAM/CAE功能于一體的軟件集成系統(tǒng)。5 產(chǎn)品三維模型的建立之前已經(jīng)把產(chǎn)品的點云處理好了，現(xiàn)在就是要把點云變成三維模型的過程，這個過程是整個逆向工程過程中最重要的部分，逆向工程的成功與否也在很大的程度上取決于這個三維模型建立的過程。這樣，點云的處理就完成了。 圖420選擇平行點云截面 圖421平行點云截面對話框 圖422截面點云 圖423其他截取的點云 圖424中間截面 圖425點顯示和變色圖框 圖426變色后的點云 圖427選擇三角網(wǎng)格化 圖428三角網(wǎng)格化對話框 圖429點云三角網(wǎng)格把做好的點云單獨現(xiàn)實出來，點擊【文件】/【另存為】，選擇保存文件夾，點擊【可見】，之后保存。再把截出出的點云調成點顯示然后改變成不同的顏色，如（圖425；圖426）所示。之后再截取一些方便以后曲面制作的點云完成點云的截取，如（圖423）所示。截取的點云分別以X、Y、Z三個方向截取，在這三個方向之外，為了方便之后的曲面建立，還要截取一些其他的點云界面，最后得到的才是需要的點云。然后把產(chǎn)品點云和之前用界面畫出的直線創(chuàng)建組，點擊【修改】/【定位】/【基于特征定位】，讓點云和作出的基準一一配對得到最后位置調整好的點云，如（圖419）所示。以中點為起點畫一條方向和Z軸平行的直線，如（圖416；圖417）所示。 圖47法相平面 圖48三點平面 圖49 創(chuàng)建的組 圖410定位后的點云 (2)再在產(chǎn)品點云的上部分，選擇【交換模式點云界面】，如（圖411）所示，畫一條直線截出點云的一個界面點云，如（圖412）所示，再在這個截出的選擇三個點確定一個平面，如（圖413）所示，然后又是把這次創(chuàng)建的平面和產(chǎn)品的點云創(chuàng)建一個組，再和法向平面定位得到新的定位點云，如（圖414）所示。 圖42產(chǎn)品點云 圖43選框 圖44圈選點圖框 圖45框選點圖46需要的有用點云(1)點擊【創(chuàng)建】/【平面】/【中心法向】，以Z軸為軸線創(chuàng)建平面，如（圖47）所示，選擇【創(chuàng)建】里面的三點平面在產(chǎn)品點云的下邊面點出三個點，確定一個平面，如（圖48）所示。 點云處理過程，在點擊【文件】/【打開】導入用關節(jié)臂激光掃描儀掃描出的產(chǎn)品外表面點云，如（圖42）所示。自由形狀產(chǎn)品設計、快速曲面、高質量曲面、逆向工程、計算機輔助校驗、多邊形建模、快速原型等，使客戶能夠在很短的時間內精確地設計建立和全面檢驗高質量的自由形狀產(chǎn)品。根據(jù)這些點云數(shù)據(jù)構造的A級曲面（CLASSA）具有良好的品質和曲面連續(xù)性。具有強大的測量數(shù)據(jù)處理、曲面造型、誤差檢測功能。這次的男式摩托車前燈罩測量也是用非接觸式測量的三維光學測量儀 。非接觸式測量：根據(jù)原理的不同，可分為三角形法、結構光法、計算機視覺法、激光干涉法、激光衍射法、CT測量法、MRI 測量法、超聲波法和層析法等?？煞譃橛|發(fā)式和連續(xù)式。原始點云數(shù)據(jù)是后面進行逆向處理的根本依據(jù)，因此三維掃描得到點云數(shù)據(jù)的好壞直接影響到逆向建模的成功與否。 掃描設備在進行逆向工程時，三維掃描是最基本的一步。這個過程可以通過CAD軟件或逆向軟件來完成，目前對于飛機機翼模具及機身等大尺寸的三維測量，也主要使用這一測量方法。在很多情況下，不僅需要得到被測實體的點云數(shù)據(jù)，而且還需要得到被測實體的三維實體數(shù)學模型，以便對其進行數(shù)控加工、快速原型制造或模具鑄造等。如圖1所示的某型直升飛機螺旋槳模具，首先通過現(xiàn)場測量獲取被測模具的三維點云數(shù)據(jù)，然后將得到的數(shù)據(jù)與原始三維CAD模型進行比較，即所謂的質量評價。另外，即使采用樣板進行模具檢測，人為因素對檢測結果影響也很大，造成檢測一致性差。然而對于表面復雜且自由曲面多的模具，最后的加工質量檢測是很大的難題。目前，本課題組已對數(shù)十種被測實體（包括大型飛機機翼、直升機螺旋槳、航空發(fā)動機機匣等）進行了現(xiàn)場測量，并且圓滿完成了測量任務，達到了項目預期的要求。所以非接觸式測量被廣泛應用于表面形狀復雜，精度要求不特別高的未知曲面的測量，例如：汽車、摩托車、玩具、工藝品的木模、泥模等。非接觸式測量中，由于探測源與工件無接觸，可測表面較軟、薄和不可接觸的高精密件，它的數(shù)據(jù)采集速度快、精度高，排除了由測量摩擦力和接觸壓力造成的測量誤差，獲得的密集點云信息量大、精度高，可以探測到一般機械測頭難以測量的部位，最大限度地反映被測表面的真實形狀。圖31 表面數(shù)據(jù)獲取方法接觸式測量可獲得準確可靠的數(shù)據(jù)，不受工件表面光學性質的影響，但由于和零件表面接觸，探頭易磨損，測量速度低，且對零件表面硬度有一定的要求，有半徑誤差補償，接觸式數(shù)據(jù)采集通常使用三坐標測量機。 三維測量技術的測量原理和分類三維測量就是指用光學、聲學和機械原理來采集物體表面三維空間信息的方法和技術。 近10年來，國內的清華大學、華中科技大學、上海交通大學、西安交通大學等多所高校也在跟蹤、消化、吸收國外先進技術的基礎上，對結構光測量技術進行了系統(tǒng)研究，并推出了商品化的系統(tǒng)，如：北京天遠三維科技有限公司的OKIOII型三維掃描儀，華中科技大學的PowerScanner系列結構光三維測量系統(tǒng)、上海數(shù)造機電科技有限公司的3DSS 綜合型三維掃描儀等。 以外，[69]、[10]及德國Technical University of Braunschweig的Reinhold Ritter教授[1112]，也是結構光三維測量技術領域的先驅。1986年，形成了一種新的三維形貌測量技術：相位測量輪廓術（PMP）。借助于工業(yè)CT技術，逆向工程不僅可以產(chǎn)生物體的外部形狀，而且可以快速發(fā)現(xiàn)、定位物體的內部缺陷。因此，逆向工程在改型設計方面可發(fā)揮正向設計不可替代的作用。在模具行業(yè)，常需通過反復修改原始設計的模具型面。例如航天航空、汽車等領域，為了滿足產(chǎn)品對空氣動力學等的要求，需進行風洞等實驗建立符合要求的產(chǎn)品模型。其主要應用領域如下：對產(chǎn)品外形美學有特別要求的領域，由于設計師習慣于依賴3D 實物模型對產(chǎn)品設計進行評估，因此產(chǎn)品幾何外形通常不是應用CAD 軟件直接設計的，而是首先制作全尺寸的木質或粘土模型或比例模型，然后利用逆向工程技術重建產(chǎn)品數(shù)字化模型。 逆向工程技術的應用領域逆向工程已成為聯(lián)系新產(chǎn)品開發(fā)過程中各種先進技術的紐帶，并成為消化、吸收先進技術。如果將逆向工程與已有的計算機輔助設計（cad），計算機輔助制造（cam）等技術有機的結合在一起，將有效地提高產(chǎn)品設計與制造的水平。并給出一個一體化的解決方案：從樣品→數(shù)據(jù)→產(chǎn)品。傳統(tǒng)的復制方法時間長而效果不佳，已漸漸為新型數(shù)字化的逆向工程系統(tǒng)所取代。由于各種原因我們都會遇到只有一個實物樣品或手工模型，沒有圖紙或CAD數(shù)據(jù)檔案，沒法得到準確的尺寸，這就為我們在后續(xù)的工作中采用先進的設計手段和先進的制造技術帶來了很大的障礙，制造模具也就更為煩雜。逆向工程中，曲面擬合和曲面重構是研究的熱點，難點在于對數(shù)據(jù)處理過程中最能反映曲面特征的特征點線面的智能提取，基于散亂數(shù)據(jù)點的曲面重構和曲面光順問題，是目前科研工作所力求解決的問題。無論是接觸式還是非接觸式數(shù)據(jù)獲取，在得到的大量密集的云點數(shù)據(jù)中，由于測量過程的一些異常震動、樣件的裝夾、鏡面反射等原因，在真實數(shù)據(jù)中不可避免的引入了“躁聲”數(shù)據(jù)，過濾躁聲數(shù)據(jù)是逆向工程數(shù)據(jù)處理的基礎，國內外學者對此進行了大量研究，開發(fā)不同的軟件進行去躁處理。當零件比較大時，測量所涉計的數(shù)據(jù)比較多，由于測量行程等的限制，需要對表面數(shù)據(jù)進行分塊測量，因此在測量中需要進行多視拼合方法的研究，常用的數(shù)據(jù)拼合方法有點位式，坐標轉換法等。根據(jù)測量方式不同，可以將數(shù)據(jù)采集的方法分為接觸式測量、非接觸式測量兩大類。數(shù)據(jù)采集技術。我們可以用圖來更加清晰的表達逆向工程的整個流程，如圖(21)所示。逆向工程是由高速三維激光掃描機對已有的樣品或模型進行準確、高速的掃描，得到其三維輪廓數(shù)據(jù)，配合逆向軟件進行曲向重構，并對重構的曲面進行在線精度分析、評價構造效果，最終生成IGES或STL數(shù)據(jù)，據(jù)此就能進行快速成型或CNC數(shù)控加工。近年來，這種從實物樣件獲取產(chǎn)品設計、制造工藝等相關信息的技術，已成為CAD/CAM中相對獨立的范疇，統(tǒng)稱為逆向工程或反求工程（Reverse Engineering）。這時，需要對產(chǎn)品樣件或實物進行測量，獲得具有三維坐標信息的測量數(shù)據(jù)點，然后根據(jù)測量數(shù)據(jù)重新建立其CAD模型，然后就可以對模型進一步地力學分析、改型設計和數(shù)控加工。2 逆向工程概述 逆向工程的概念傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計過程，是一個由需求分析、概念設計到CAD 模型創(chuàng)建的過程，稱為正向設計。本設計以男式摩托車前燈罩為載體，完成男式摩托車