UG逆向造型的一般技巧

海上孤舟

首先聲明,，這是我從別人那里K過(guò)來(lái)的~
UG逆向造型的一般方法和技巧摘要：可轉(zhuǎn)位刀具的基本概念我國(guó)首臺(tái)超大型齒輪測(cè)量中心在哈爾濱開(kāi)發(fā)成功CAD技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)沖壓材料的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)編程坐標(biāo)系簡(jiǎn)介刮板機(jī)中部槽TANDEM雙絲焊工藝研究與應(yīng)用中國(guó)數(shù)控機(jī)床技術(shù)創(chuàng)新策略初探(下)基于均勻設(shè)計(jì)的微細(xì)電火花線(xiàn)切割加工工藝規(guī)律研究中國(guó)航空軍工數(shù)控仿真獲突破中國(guó)裝備制造業(yè)要謹(jǐn)防地方保護(hù)主義無(wú)鉛工藝過(guò)程控制脫模劑脆性材料塑性域超精密加工的研究現(xiàn)狀基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法的平面銑削加工參數(shù)自適應(yīng)企業(yè)信息化的基礎(chǔ)與企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作Fanuc車(chē)床編程技巧螺紋類(lèi)零件7的數(shù)控車(chē)床加工編程源程序基于PRO/E的非標(biāo)刀具參數(shù)化設(shè)計(jì)日本加強(qiáng)開(kāi)拓中國(guó)機(jī)床及模具市場(chǎng)力度重型機(jī)床制造業(yè)正值機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存[標(biāo)簽:tag]在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)及制造過(guò)程中，幾何造型技術(shù)已使用得相當(dāng)廣泛,。但是,，由于種種原因，仍有許多產(chǎn)品并非由CAD模型描述,，設(shè)計(jì)和制造者面對(duì)的是實(shí)物樣件,。為了適應(yīng)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，需要通過(guò)一定途徑,，將這些實(shí)物轉(zhuǎn)化為CAD模型,，使之能利用CAD、CAM等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行處理。目.
. U8 \8 `. R, h/ _　　在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)及制造過(guò)程中,，幾何造型技術(shù)已使用得相當(dāng)廣泛,。但是,，由于種種原因,，仍有許多產(chǎn)品并非由CAD模型描述，設(shè)計(jì)和制造者面對(duì)的是實(shí)物樣件,。為了適應(yīng)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展,，需要通過(guò)一定途徑，將這些實(shí)物轉(zhuǎn)化為CAD模型,，使之能利用CAD,、CAM等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行處理,。目前,，與這種從實(shí)物樣件獲取產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型技術(shù)相關(guān)的技術(shù),，已發(fā)展成為CAD,、CAM中的一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的范疇,，稱(chēng)為“反求工程”(Reverse Engineering),。通過(guò)反求工程復(fù)現(xiàn)實(shí)物的CAD模型,，使得那些以實(shí)物為制造基礎(chǔ)的產(chǎn)品有可能在設(shè)計(jì)與制造的過(guò)程中,，充分利用CAD,、CAM等先進(jìn)技術(shù),。由于反求工程的實(shí)施能在很短的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確、可靠地復(fù)制實(shí)物樣件,，因此反求工程成為當(dāng)前企業(yè)先進(jìn)制造技術(shù)的熱門(mén)話(huà)題之一,。利用一些非專(zhuān)業(yè)的逆向設(shè)計(jì)軟件(如：UG、Pro/ENGINEER,、CATIA等)和一些專(zhuān)業(yè)的逆向設(shè)計(jì)軟件(如：Surfacer,、CopyCAD、Trace等)進(jìn)行逆向造型是現(xiàn)階段反求工程在企業(yè)應(yīng)用的典型例子,。由于公司新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)需要,，筆者利用UG軟件進(jìn)行零件的反求在外形復(fù)雜的汽車(chē)沖壓件的逆向造型設(shè)計(jì)中取得較好應(yīng)用效果。我們選擇的測(cè)量設(shè)備是英國(guó)LK公司的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī),，可以用來(lái)測(cè)量特征的空間坐標(biāo),、掃描剖面、測(cè)量分型線(xiàn)以及輪廓線(xiàn),。此設(shè)備獲得點(diǎn)的數(shù)據(jù)量不像激光掃描儀掃描的那么大,，所以用一些非專(zhuān)業(yè)的逆向設(shè)計(jì)軟件是很合適的。UG的逆向造型遵循：點(diǎn)→線(xiàn)→面→體的一般原則,。
$ C3 D8 o" n' l, y' ~　　一,、測(cè)點(diǎn)
　　測(cè)點(diǎn)之前規(guī)劃好該怎么打點(diǎn)。由設(shè)計(jì)人員提出曲面打點(diǎn)的要求。一般原則是在曲率變化比較大的地方打點(diǎn)要密一些,，平滑的地方則可以稀一些,。由于一般的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)取點(diǎn)的效率大大低于激光掃描儀，所以在零件測(cè)點(diǎn)時(shí)要做到有的放矢,。值得注意的是除了掃描剖面,、測(cè)分型線(xiàn)外，測(cè)輪廓線(xiàn)等特征線(xiàn)也是必要的,，它會(huì)在構(gòu)面的時(shí)候帶來(lái)方便,。
6 m- A. `7 i( ~. U, @　　二、連線(xiàn)
7 _1 t/ q1 X2 @　　(1)點(diǎn)整理連線(xiàn)之前先整理好點(diǎn),，包括去誤點(diǎn),、明顯缺陷點(diǎn)。同方向的剖面點(diǎn)放在同一層里,，分型線(xiàn)點(diǎn),、孔位點(diǎn)單獨(dú)放一層，輪廓線(xiàn)點(diǎn)也單獨(dú)放一層,，便于管理,。通常這個(gè)工作在測(cè)點(diǎn)階段完成，也可以在UG軟件中完成,。一般測(cè)量軟件可以預(yù)先設(shè)定點(diǎn)的安放層,，一邊測(cè)點(diǎn)，一邊整理,。(2)點(diǎn)連線(xiàn)連分型線(xiàn)點(diǎn)盡量做到誤差最小并且光順,。因?yàn)樵谠S多情況下分型線(xiàn)是產(chǎn)品的裝配結(jié)合線(xiàn)。對(duì)汽車(chē),、摩托車(chē)中一般的零件來(lái)說(shuō),，連線(xiàn)的誤差一般控制在0.5mm以下。連線(xiàn)要做到有的放矢,，根據(jù)樣品的形狀,、特征大致確定構(gòu)面方法，從而確定需要連哪些線(xiàn)條,，不必連哪些線(xiàn)條,。連線(xiàn)可用直線(xiàn)、圓弧,、樣條線(xiàn)(spline),。最常用的是樣條線(xiàn)，選用“through point”方式,。選點(diǎn)間隔盡量均勻,，有圓角的地方先忽略，做成尖角，做完曲面后再倒圓角,。(3)曲線(xiàn)調(diào)整因測(cè)量有誤差及樣件表面不光滑等原因,，連成spline的曲率半徑變化往往存在突變，對(duì)以后的構(gòu)面的光順性有影響,。因此曲線(xiàn)必須經(jīng)過(guò)調(diào)整,，使其光順。調(diào)整中最常用的一種方法是Edit Spline,選Edit pole選項(xiàng),，利用鼠標(biāo)拖動(dòng)控制點(diǎn),。這里有許多選項(xiàng),，如限制控制點(diǎn)在某個(gè)平面內(nèi)貧?⑼?掣齜較蛞貧?⑹譴值骰故竅傅饕約按蚩?允緎pline的“梳子”開(kāi)關(guān)等,。另外，調(diào)整spline經(jīng)常還要用到移動(dòng)spline的一個(gè)端點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn),，使構(gòu)建曲面的曲線(xiàn)有交點(diǎn),。但必須注意的是，無(wú)論用什么命令調(diào)整曲線(xiàn)都會(huì)產(chǎn)生偏差,，調(diào)整次數(shù)越多,，累積誤差越大。誤差允許值視樣件的具體要求決定,。
0 M5 w3 w2 |2 ]4 L三,、構(gòu)面
　　運(yùn)用各種構(gòu)面方法建立曲面，包括Though Curve Mesh,、Though Curves,、Rule、Swept,、From point cloud等,。構(gòu)面方法的選擇要根據(jù)樣件的具體特征情況而定。筆者最常用的是Though Curve Mesh,，將調(diào)整好的曲線(xiàn)用此命令編織成曲面,。Though curve mesh構(gòu)面的優(yōu)點(diǎn)是可以保證曲面邊界曲率的連續(xù)性，因?yàn)門(mén)hough curve mesh可以控制四周邊界曲率(相切),，因而構(gòu)面的質(zhì)量更高,。而Though curves只能保證兩邊曲率，在構(gòu)面時(shí)誤差也大,。假如兩曲面交線(xiàn)要倒圓角,，因Though curve mesh的邊界就是兩曲面的交線(xiàn)，顯然這條線(xiàn)要比兩個(gè)Though Curves曲面的交線(xiàn)光順,，這樣Blend出來(lái)的圓角質(zhì)量是不一樣的,。初學(xué)逆向造型的時(shí)候，兩個(gè)面之間往往有“折痕”，這主要是由這兩個(gè)面不相切所致,。解決這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)調(diào)整參與構(gòu)面(Though curve mesh)曲線(xiàn)的端點(diǎn)與另一個(gè)面中的對(duì)應(yīng)曲線(xiàn)相切,，再加上Though curve mesh邊界相切選項(xiàng)即可解決。只有曲線(xiàn)相切才能保證曲面相切,。另外,，有時(shí)候做一個(gè)單張且比較平坦的曲面時(shí)，直接用點(diǎn)云構(gòu)面(from point cloud)更方便,。但是對(duì)那些曲率半徑變化大的曲面則不適用,，構(gòu)造面時(shí)誤差較大。有時(shí)面與面之間的空隙要橋接(Bridge),，以保證曲面光滑過(guò)渡,。在構(gòu)建曲面的過(guò)程中，有時(shí)還要再加連一些線(xiàn)條,，用于構(gòu)面,。連線(xiàn)和構(gòu)面經(jīng)常要交替進(jìn)行。曲面建成后,，要檢查曲面的誤差,，一般測(cè)量點(diǎn)到面的誤差，對(duì)外觀(guān)要求較高的曲面還要檢查表面的光順度,。當(dāng)一張曲面不光順時(shí),，可求此曲面的一些Section，調(diào)整這些Section使其光順,，再利用這些Section重新構(gòu)面,，效果會(huì)好些，這是常用的一種方法,。構(gòu)面還要注意簡(jiǎn)潔,。面要盡量做得大，張數(shù)少,，不要太碎,，這樣有利于后面增加一些圓角、斜度,、增厚等特征,，而且也有利于下一步編程加工，刀路的計(jì)算量會(huì)減少,，NC文件也小,。
　　四、構(gòu)體
/ ~3 I; `7 p( H3 {　　當(dāng)外表面完成后,，下一步就要構(gòu)建實(shí)體模型,。當(dāng)模型比較簡(jiǎn)單且所做的外表面質(zhì)量比較好時(shí),，用縫合增厚指令就可建立實(shí)體。但大多數(shù)情況卻不能增厚,，所以只能采用偏置(Offset)外表面,。用Offset指令可同時(shí)選多個(gè)面或用窗口全選，這樣會(huì)提高效率,。對(duì)于那些無(wú)法偏置的曲面,，要學(xué)會(huì)分析原因。一種可能是由于曲面本身曲率太大,，偏置后會(huì)自相交,，導(dǎo)致Offset失敗(有些軟件的算法與此算法不同，如犀牛王就可Offset那些會(huì)產(chǎn)生自相交的曲面),，如小圓角,；另一種可能是被偏置曲面的品質(zhì)不好，局部有波紋,，這種情況只能修改好曲面后再Offset,；還有一些曲面看起來(lái)光順性很好，但就是不能Offset,，遇到這種情況可用Extract Geometry成B曲面后，再Offset,，基本會(huì)成功,。偏置后的曲面有的需要裁剪，有的需要補(bǔ)面,，用各種曲面編輯手段完成內(nèi)表面的構(gòu)建,，然后縫合內(nèi)外表面成一實(shí)體(solid)。最后再進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，如加強(qiáng)筋,、安裝孔等。