汽车组合灯的逆向造型设计
摘要： 随着现在汽车制造业的不断进步，企业技术人员需要掌握的方法更多，具备更高的设计效率，设计模型更为精确。在没有产品数据信息时，怎样快速准确绘制设计图成为重要课题。逆向造型对一项目标产品进行逆向分析及研究，测量得到数据，扫描得到点云，从而绘制实体图，根据实体图制作出几乎相近的产品。本文研究了汽车组合灯的逆向造型方法，并对逆向造型概念以及方法进行了系统的介绍，同时也介绍了如何通过扫描得到的点云运用UGNX6.0软件完成实体建模。
目录
一、引言 1
二、逆向造型 1
（一）定义 1
（二）原理 1
（三）路线 1
（四）类型 1
（五）本论文采用的造型方法 1
（六）逆向造型的步骤 1
三、逆向造型的测量技术 2
（一）测量方法 2
（二） 扫描设备 3
四、 逆向工程的后处理 4
（一） 逆向工程后处理的要求 4
（二）汽车组合灯模型 4
五、 UG 环境下的实体建模 6
（一）使用点云绘制产物 6
六、总结 10
七、致谢 11
八、参考文献 12
一、引言
国内汽车制造业进入鼎盛时期，相关行业都在追求完成设计准确高效的办法，减少试模次数，对于测量设备要求也越来越高，正是这样，把逆向工程的发展推动了，越来越高端的扫描设备相继问世，越来越多的逆向软件成为宠儿，使得企业更加需要掌握逆向方法的人才。所以本论文对于逆向造型，以及测量设备的使用，实体建模的方法进行了研究。
二、逆向造型
（一）定义
逆向造型是指根据已有的产品进行测量或扫描，进行逆向的三维建模过程。 除了绘制几乎相近的产品外，也可以更改产品的外观性能。
（二）原理
在飞快发展的市场，快速生产出符合要求的产品成为企业的重要课题，我们往往只有一个实物样品或者模型，没有CAD数据，连参考图纸也可能没有，没法得到准确尺寸，为我们后面的工作带来了很大的困难，但是使用逆向造型技术，就很好的解决了这个问题。我们不仅可以保持一个产品原有的属性
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
，也可以在它的基础上加以改进，可以根据我们自身具体的需要对产品的某一细节进行改变，这项技术非常方便。
（三）路线
样品 数据 产品
（四）类型
1、手工测量：产品要求精度不高，外观比较规则的，通过卡尺等测量工具得到数据，进行建模。
2、扫描：通过使用机械导针式抄数机扫描得到外观线框来辅助建模，细节部分还是要用工具测量。这种方法受到数据的限制，所以会慢慢淘汰。
3、稀疏点云：通过三坐标测量机测量的点集合进行建模，一些细节要求高的地方基本可以满足，由于相对于激光扫描仪来说成本低，还是比较广泛的。长三角地区有一定的应用。
4、密集点云：通过激光扫描仪扫描得到的点集合进行建模，一般用于数据了较大，细节比较多的产品.由于可以得到任何位置的数据，对于造型者的发挥有很大帮助，它是现在主流的逆向造型类型。珠三角已经广泛运用了。
（五）本论文采用的造型方法
观察汽车组合灯的外观，细节部分比较多，本论文决定采用密集点云的造型方法。
（六）逆向造型的步骤
1、观察产品，了解产品特征：
该车灯细节较多，一些地方的数据难以测量，我们只能根据点云来建模。
2、确定扫描方案：
由于所在工作地有激光扫描仪，而且密集点云是现在的主流方式，对这种细节较多的产品我们决定用密集点云来做。
3、扫描产品得到点云：
通过激光扫描仪扫描得到的点云非常密集，可以几乎看到实体的轮廓。
4、点云数据处理：
点数据的坐标确定位置
杂点数据的删除
考虑处理后的误差。
一起采样与封装点云数据
5、 ug环境下的实体绘制：
导进ug6.0，用stl文件打开，然后在建模环境下完成产品图的绘制。
三、逆向造型的测量技术
（一）测量方法
一般可分为两大类:接触和非接触式测量
两种类型的测量,非接触式测量外部面不规则的外部面测量, 接触式用于规则的几何体的测量。
须要按照其特点和应用逆向工程测量,一般可分为两大类:接触和非接触式测量。如表1测量方法的区别表：
表1测量方法的区别表
测量方法类别
非接触
接触
测量精度
10100 P7"1
0.001 mm
传感器
光电接收器件
开关器件
测量速度
100012000 点/秒
人工节制
前置作业
需喷漆，无基准点
硬质 质料
工件 质料
无限定
工件内部不易测量
测量死角
可以
不可以
长处
1.测量快；
2.不必做探头半径补充；
3.可测量柔软、易碎、不可接触
薄件、皮毛、变形细小等工作；
4.不会影响精密外部面
1.精度较高；
2.可直接测量工件的特定几何
缺点
1.测量精度较差；
2激光测量复杂面；
3.测量的误差较大；
4.面的暗程度会有影响
1.速度慢；
2.要做半径；
3.尺寸会影响精度；
4.影响光滑度；
5.斜面精度难以保证
非接触式探头测量中常用的不规则外部面由于不规则外部面的接触半径的调查补充是不容易的,测量速度相称缓慢。
（二） 扫描设备
1、激光扫描仪，如下图31所示
图 31 激光扫描仪
2、测量工具激光三维扫描仪介绍
扫描仪特点：速度快，逼近原型。自定位，多次扫描后，甚至从不同角度扫描，最后会自动拟合点云。
真正便携：便于携带。
高精度：测量得到的数据精度高。
真正的自动多分辨率：折叠滑块使其有很高的分辨率，生成的stl文件也会很小。
目录
一、引言 1
二、逆向造型 1
（一）定义 1
（二）原理 1
（三）路线 1
（四）类型 1
（五）本论文采用的造型方法 1
（六）逆向造型的步骤 1
三、逆向造型的测量技术 2
（一）测量方法 2
（二） 扫描设备 3
四、 逆向工程的后处理 4
（一） 逆向工程后处理的要求 4
（二）汽车组合灯模型 4
五、 UG 环境下的实体建模 6
（一）使用点云绘制产物 6
六、总结 10
七、致谢 11
八、参考文献 12
一、引言
国内汽车制造业进入鼎盛时期，相关行业都在追求完成设计准确高效的办法，减少试模次数，对于测量设备要求也越来越高，正是这样，把逆向工程的发展推动了，越来越高端的扫描设备相继问世，越来越多的逆向软件成为宠儿，使得企业更加需要掌握逆向方法的人才。所以本论文对于逆向造型，以及测量设备的使用，实体建模的方法进行了研究。
二、逆向造型
（一）定义
逆向造型是指根据已有的产品进行测量或扫描，进行逆向的三维建模过程。 除了绘制几乎相近的产品外，也可以更改产品的外观性能。
（二）原理
在飞快发展的市场，快速生产出符合要求的产品成为企业的重要课题，我们往往只有一个实物样品或者模型，没有CAD数据，连参考图纸也可能没有，没法得到准确尺寸，为我们后面的工作带来了很大的困难，但是使用逆向造型技术，就很好的解决了这个问题。我们不仅可以保持一个产品原有的属性
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，也可以在它的基础上加以改进，可以根据我们自身具体的需要对产品的某一细节进行改变，这项技术非常方便。
（三）路线
样品 数据 产品
（四）类型
1、手工测量：产品要求精度不高，外观比较规则的，通过卡尺等测量工具得到数据，进行建模。
2、扫描：通过使用机械导针式抄数机扫描得到外观线框来辅助建模，细节部分还是要用工具测量。这种方法受到数据的限制，所以会慢慢淘汰。
3、稀疏点云：通过三坐标测量机测量的点集合进行建模，一些细节要求高的地方基本可以满足，由于相对于激光扫描仪来说成本低，还是比较广泛的。长三角地区有一定的应用。
4、密集点云：通过激光扫描仪扫描得到的点集合进行建模，一般用于数据了较大，细节比较多的产品.由于可以得到任何位置的数据，对于造型者的发挥有很大帮助，它是现在主流的逆向造型类型。珠三角已经广泛运用了。
（五）本论文采用的造型方法
观察汽车组合灯的外观，细节部分比较多，本论文决定采用密集点云的造型方法。
（六）逆向造型的步骤
1、观察产品，了解产品特征：
该车灯细节较多，一些地方的数据难以测量，我们只能根据点云来建模。
2、确定扫描方案：
由于所在工作地有激光扫描仪，而且密集点云是现在的主流方式，对这种细节较多的产品我们决定用密集点云来做。
3、扫描产品得到点云：
通过激光扫描仪扫描得到的点云非常密集，可以几乎看到实体的轮廓。
4、点云数据处理：
点数据的坐标确定位置
杂点数据的删除
考虑处理后的误差。
一起采样与封装点云数据
5、 ug环境下的实体绘制：
导进ug6.0，用stl文件打开，然后在建模环境下完成产品图的绘制。
三、逆向造型的测量技术
（一）测量方法
一般可分为两大类:接触和非接触式测量
两种类型的测量,非接触式测量外部面不规则的外部面测量, 接触式用于规则的几何体的测量。
须要按照其特点和应用逆向工程测量,一般可分为两大类:接触和非接触式测量。如表1测量方法的区别表：
表1测量方法的区别表
测量方法类别
非接触
接触
测量精度
10100 P7"1
0.001 mm
传感器
光电接收器件
开关器件
测量速度
100012000 点/秒
人工节制
前置作业
需喷漆，无基准点
硬质 质料
工件 质料
无限定
工件内部不易测量
测量死角
可以
不可以
长处
1.测量快；
2.不必做探头半径补充；
3.可测量柔软、易碎、不可接触
薄件、皮毛、变形细小等工作；
4.不会影响精密外部面
1.精度较高；
2.可直接测量工件的特定几何
缺点
1.测量精度较差；
2激光测量复杂面；
3.测量的误差较大；
4.面的暗程度会有影响
1.速度慢；
2.要做半径；
3.尺寸会影响精度；
4.影响光滑度；
5.斜面精度难以保证
非接触式探头测量中常用的不规则外部面由于不规则外部面的接触半径的调查补充是不容易的,测量速度相称缓慢。
（二） 扫描设备
1、激光扫描仪，如下图31所示
图 31 激光扫描仪
2、测量工具激光三维扫描仪介绍
扫描仪特点：速度快，逼近原型。自定位，多次扫描后，甚至从不同角度扫描，最后会自动拟合点云。
真正便携：便于携带。
高精度：测量得到的数据精度高。
真正的自动多分辨率：折叠滑块使其有很高的分辨率，生成的stl文件也会很小。
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