基于UG逆向設計與制造

吳爽

（沈陽職業技術學院，遼寧 沈陽 110045）

基于UG逆向設計與制造

吳爽

（沈陽職業技術學院，遼寧 沈陽 110045）

基于UG、Geomagic Studio數字化設計與制造，對其實施方案和操作流程進行了詳細論述。以安全錘的逆向設計過程為例，提出了“由Geomagic Studio處理點云—特征曲線、曲面的建構，再由Rapidform整體構造產品曲面并利用UG仿真模擬輸出程序到機床上加工出產品”的具體方案。研究結果表明，采用Geomagic Studio、Rapidform對產品進行逆向設計，大幅度縮短了新產品的設計開發周期，更具高效性和可行性，加速了產品開發、創新設計，利用UG模擬仿真輸出程序提高加工制造的可靠性。

Geomagic Studio；UG；逆向設計；安全錘

0 引言

隨著數字化設計的流行，逆向工程技術的不斷發展，逆向工程已經成為聯系新產品開發過程中各種先進技術的紐帶，被廣泛應用于家用電器、汽車、飛機、模具等產品的改型與創新設計，成為消化、吸收先進技術，實現新產品快速開發的重要技術手段。逆向工程技術包括數據采集技術、數據處理技術、產品模型重構技術等。

1 數據采集

首先對安全錘進行分析，然后進行貼點，貼點時注意所貼點要足夠掃描點數，并且有利于另一部分掃描面的參考，貼點如圖1所示。

圖1　對產品安全錘貼點Fig.1 Safety hammer sticking point

利用三維掃描儀對安全錘進行數據采集，采集數據如圖2所示。

圖2　數據采集Fig.2 Data collection

2 點云處理

利用Geomagic Studio進行數據處理，包括去除體外孤點、雜點，減少噪聲點，“統一采樣”工具進行稀疏，最后利用“封裝”工具生成不規則的三角網模型，然后利用“網格醫生”對模型進行修補，修補后利用“補洞”工具把三角網的缺口、孔洞補齊，最終生成“igs”點云文件，如圖3所示。最后對數據點封裝如圖4所示。

3 建模

對igs點云選取特征點，利用建模軟件相應命令形成對象模型特征線，對零件面進行建立分型面、曲面建模面，進行曲面重建，注意降低曲面與點云之間的誤差（誤差控制在0.05%范圍之內），對模型進行重構。

圖3　點云處理結果Fig.3 Point cloud processing results

圖4　數據點封裝圖Fig.4 The data point package diagram

4 制造

利用UGCAM模塊對安全錘模型進行虛擬仿真產品加工。采用先粗后精、先正面后背面加工方法，選取合適刀具，生成各步驟刀跡軌跡，粗加工采用型腔銑加工方法，刀具軌跡如圖5所示；半精加工采用剩余銑加工方法，刀具軌跡如圖6所示；精加工采用固定軸輪廓銑加工，刀具軌跡如圖7所示；通過鏡像刀具軌跡生成另一面的刀具軌跡。

圖5　型腔銑刀具軌跡Fig.5 Cavity milling tool track

圖6　剩余銑刀具軌跡Fig.6 Residual milling tool path

圖7　固定軸輪廓銑刀具軌跡Fig.7 Fixed axis contour milling tool path

根據刀具軌跡生成后處理程序，將后處理程序導入機床中，在數控銑床上加工，完成安全錘的產品加工，如圖8所示。

圖8　加工完成的安全錘Fig.8 Safety hammer finished processing photo

5 結束語

通過三維掃描儀對零件進行數據采集，Geomagic Studio數據處理、Rapidform建模、UG加工制造，完成產品由掃描到加工成實物的全過程，提出了產品從虛擬到現實，數字化設計到制造的解決方案。

［1］袁鋒.UG逆向工程范例教程［M］.北京：機械工業出版社，2006.

［2］張葉，張慶陽，文省政，等.多軸壓縮機逆向設計方法研究［J］.風機技術，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

吳爽（1978-），女，講師，碩士。