基于UG逆向设计与制造

吴爽

（沈阳职业技术学院，辽宁 沈阳 110045）

基于UG逆向设计与制造

吴爽

（沈阳职业技术学院，辽宁 沈阳 110045）

基于UG、Geomagic Studio数字化设计与制造，对其实施方案和操作流程进行了详细论述。以安全锤的逆向设计过程为例，提出了“由Geomagic Studio处理点云—特征曲线、曲面的建构，再由Rapidform整体构造产品曲面并利用UG仿真模拟输出程序到机床上加工出产品”的具体方案。研究结果表明，采用Geomagic Studio、Rapidform对产品进行逆向设计，大幅度缩短了新产品的设计开发周期，更具高效性和可行性，加速了产品开发、创新设计，利用UG模拟仿真输出程序提高加工制造的可靠性。

Geomagic Studio；UG；逆向设计；安全锤

0 引言

随着数字化设计的流行，逆向工程技术的不断发展，逆向工程已经成为联系新产品开发过程中各种先进技术的纽带，被广泛应用于家用电器、汽车、飞机、模具等产品的改型与创新设计，成为消化、吸收先进技术，实现新产品快速开发的重要技术手段。逆向工程技术包括数据采集技术、数据处理技术、产品模型重构技术等。

1 数据采集

首先对安全锤进行分析，然后进行贴点，贴点时注意所贴点要足够扫描点数，并且有利于另一部分扫描面的参考，贴点如图1所示。

图1　对产品安全锤贴点Fig.1 Safety hammer sticking point

利用三维扫描仪对安全锤进行数据采集，采集数据如图2所示。

图2　数据采集Fig.2 Data collection

2 点云处理

利用Geomagic Studio进行数据处理，包括去除体外孤点、杂点，减少噪声点，“统一采样”工具进行稀疏，最后利用“封装”工具生成不规则的三角网模型，然后利用“网格医生”对模型进行修补，修补后利用“补洞”工具把三角网的缺口、孔洞补齐，最终生成“igs”点云文件，如图3所示。最后对数据点封装如图4所示。

3 建模

对igs点云选取特征点，利用建模软件相应命令形成对象模型特征线，对零件面进行建立分型面、曲面建模面，进行曲面重建，注意降低曲面与点云之间的误差（误差控制在0.05%范围之内），对模型进行重构。

图3　点云处理结果Fig.3 Point cloud processing results

图4　数据点封装图Fig.4 The data point package diagram

4 制造

利用UGCAM模块对安全锤模型进行虚拟仿真产品加工。采用先粗后精、先正面后背面加工方法，选取合适刀具，生成各步骤刀迹轨迹，粗加工采用型腔铣加工方法，刀具轨迹如图5所示；半精加工采用剩余铣加工方法，刀具轨迹如图6所示；精加工采用固定轴轮廓铣加工，刀具轨迹如图7所示；通过镜像刀具轨迹生成另一面的刀具轨迹。

图5　型腔铣刀具轨迹Fig.5 Cavity milling tool track

图6　剩余铣刀具轨迹Fig.6 Residual milling tool path

图7　固定轴轮廓铣刀具轨迹Fig.7 Fixed axis contour milling tool path

根据刀具轨迹生成后处理程序，将后处理程序导入机床中，在数控铣床上加工，完成安全锤的产品加工，如图8所示。

图8　加工完成的安全锤Fig.8 Safety hammer finished processing photo

5 结束语

通过三维扫描仪对零件进行数据采集，Geomagic Studio数据处理、Rapidform建模、UG加工制造，完成产品由扫描到加工成实物的全过程，提出了产品从虚拟到现实，数字化设计到制造的解决方案。

［1］袁锋.UG逆向工程范例教程［M］.北京：机械工业出版社，2006.

［2］张叶，张庆阳，文省政，等.多轴压缩机逆向设计方法研究［J］.风机技术，2014，Z1.

Reverse Design and Manufacture of Based on UG

WU Shuang
（Shenyang Polytechnic College，Shenyang Liaoning 110045，China）

The UG、Geomagic Studio based on digital design and manufacturing，on the implementation scheme and the operation process are discussed in detail.With the reverse design process safety hammer as an example，the proposed"by the Geomagic Studio processing point of constructing the cloud characteristic curve，curved surface，and then by the concretescheme ofproduct Rapidformoverall structure surface and output processing".The research results show that using Geomagic Studio，Rapidform reverse design of products，greatly shorten the new product design and development cycle，more efficient and feasible，To accelerate the product development，creative design，the reliability of the simulation program of machining simulation output using UG.

Geomagic Studio；UG；reverse design；safety hammer

TP29

A

10.3969/j.issn.1002-6673.2015.02.047

1002-6673（2015）02-125-02

2014-12-31

吴爽（1978-），女，讲师，硕士。