1、四大汽車逆向工程軟件簡介四大逆向工程軟件之一：ImagewareImageware由美國EDS公司出品，是最著名的逆向工程軟件，正被廣泛應(yīng)用于汽車、航空、航天、消費家電、模具、計算機零部件等設(shè)計與制造領(lǐng)域。該軟件擁有廣大的用戶群，國外有BMW、Boeing、GM、Chrysler>Ford、raytheon、Toyota等著名國際大公司，國內(nèi)則有上海大眾、上海交大、上海DELPHI、成都飛機制造公司等大企業(yè)。以前該軟件主要被應(yīng)用于航空航天和汽車工業(yè)，因為這兩個領(lǐng)域?qū)諝鈩恿W(xué)性能要求很高，在產(chǎn)品開發(fā)的開始階段就要認真考慮空氣動力性。常規(guī)的設(shè)計流程首先根據(jù)工業(yè)造型需要設(shè)計出結(jié)構(gòu)，制作出油泥

2、模型之后將其送到風(fēng)洞實驗室去測量空氣動力學(xué)性能，然后再根據(jù)實驗結(jié)果對模型進行反復(fù)修改直到獲得滿意結(jié)果為止，如此所得到的最終油泥模型才是符合需要的模型。如何將油泥模型的外形精確地輸入計算機成為電子模型，這就需要采用逆向工程軟件。首先利用三坐標(biāo)測量儀器測出模型表面點陣數(shù)據(jù)，然后利用逆向工程軟件（例如：Imagewaresurfacer）進行處理即可獲得class1曲面。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和消費水平的不斷提高，其它許多行業(yè)也開始紛紛采用逆向工程軟件進行產(chǎn)品設(shè)計。以微軟公司生產(chǎn)的鼠標(biāo)器為例，就其功能而言，只需要有三個按鍵就可以滿足使用需要，但是，怎樣才能讓鼠標(biāo)器的手感最好，而且經(jīng)過長時間使用也不易產(chǎn)生

3、疲勞感卻是生產(chǎn)廠商需要認真考慮的問題。因此微軟公司首先根據(jù)人體工程學(xué)制作了幾個模型并交給使用者評估，然后根據(jù)評估意見對模型直接進行修改，直至修改到大家都滿意為止，最后再將模型數(shù)據(jù)利用逆向工程軟件Imageware生成CAD數(shù)據(jù)。當(dāng)產(chǎn)品推向市場后，由于外觀新穎、曲線流暢，再加上手感也很好，符合人體工程學(xué)原理，因而迅速獲得用戶的廣泛認可，產(chǎn)品的市場占有率大幅度上升。Imageware逆向工程軟件的主要產(chǎn)品有：Surfacer逆向工程工具和class1曲面生成工具Verdict對測量數(shù)據(jù)和CAD數(shù)據(jù)進行對比評估Buildit提供實時測量能力，驗證產(chǎn)品的制造性RPM生成快速成型數(shù)據(jù)View功能與Ver

4、dict相似，主要用于提供三維報告Imageware采用NURB技術(shù)，軟件功能強大，易于應(yīng)用。Imageware對硬件要求不高，可運行于各種平臺：UNIX工作站、PC機均可，操作系統(tǒng)可以是UNIX、NT、Windows95及其它平臺。Imageware由于在逆向工程方面具有技術(shù)先進性，產(chǎn)品一經(jīng)推出就占領(lǐng)了很大市場分額，軟件收益正以47%的年速率快速增長。Surfacer是Imageware的主要產(chǎn)品，主要用來做逆向工程，它處理數(shù)據(jù)流程遵循點一一曲線一一曲面原則，流程簡單清晰，軟件易于使用。其流程如下：一、點過程讀入點陣數(shù)據(jù)。Surfacer可以接收幾乎所有的三坐標(biāo)測量數(shù)據(jù)，此外還可以接收其它格

5、式,例如：STL、VDA等。將分離的點陣對齊在一起（如果需要）。有時候由于零件形狀復(fù)雜，一次掃描無法獲得全部的數(shù)據(jù)，或是零件較大無法一次掃描完成，這就需要移動或旋轉(zhuǎn)零件，這樣會得到很多單獨的點陣。Surfacer可以利用諸如圓柱面、球面、平面等特殊的點信息將點陣準確對齊。對點陣進行判斷，去除噪音點（即測量誤差點）o由于受到測量工具及測量方式的限制，有時會出現(xiàn)一些噪音點，Surfacer有很多工具來對點陣進行判斷并去掉噪音點，以保證結(jié)果的準確性。通過可視化點陣觀察和判斷，規(guī)劃如何創(chuàng)建曲面。一個零件，是由很多單獨的曲面構(gòu)成，對于每一個曲面，可根據(jù)特性判斷用用什么方式來構(gòu)成。例如，如果曲面可以直接由

6、點的網(wǎng)格生成，就可以考慮直接采用這一片點陣；如果曲面需要采用多段曲線蒙皮，就可以考慮截取點的分段。提前作出規(guī)劃可以避免以后走彎路。根據(jù)需要創(chuàng)建點的網(wǎng)格或點的分段。Surfacer能提供很多種生成點的網(wǎng)格和點的分段工具，這些工具使用起來靈活方便，還可以一次生成多個點的分段。二、曲線創(chuàng)建過程判斷和決定生成哪種類型的曲線。曲線可以是精確通過點陣的、也可以是很光順的（捕捉點陣代表的曲線主要形狀），或介于兩者之間。創(chuàng)建曲線。根據(jù)需要創(chuàng)建曲線，可以改變控制點的數(shù)目來調(diào)整曲線。控制點增多則形狀吻合度好，控制點減少則曲線較為光順診斷和修改曲線可以通過曲線的曲率來判斷曲線的光順性，可以檢查曲線與點陣的吻合性，還

7、可以改變曲線與其它曲線的連續(xù)性（連接、相切、曲率連續(xù)）。Surfacer提供很多工具來調(diào)整和修改曲線。三、曲面創(chuàng)建過程決定生成那種曲面。同曲線一樣，可以考慮生成更準確的曲面、更光順的曲面（例如class1曲面），或兩者兼顧，可根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計需要來決定。創(chuàng)建曲面。創(chuàng)建曲面的方法很多，可以用點陣直接生成曲面（Fitfreeform）,可以用曲線通過蒙皮、掃掠、四個邊界線等方法生成曲面，也可以結(jié)合點陣和曲線的信息來創(chuàng)建曲面。還可以通過其它例如園角、過橋面等生成曲面。診斷和修改曲面。比較曲面與點陣的吻合程度，檢查曲面的光順性及與其它曲面的連續(xù)性，同時可以進行修改，例如可以讓曲面與點陣對齊，可以調(diào)整曲面的

8、控制點讓曲面更光順，或?qū)η孢M行重構(gòu)等處理。英國TriumphMotorcycles有限公司的設(shè)計工程師ChrisChatburn說:“利用Surfacer我們可以在更短的時間內(nèi)完成更多的設(shè)計循環(huán)次數(shù)，這樣可以讓我們減少50%的設(shè)計時間。”最新發(fā)布的Surfacer10.6軟件將以下工作流程的高性能工具完整的集成到一起:彈性的曲面創(chuàng)建工具:可以在一個彈性的設(shè)計環(huán)境里非常方便的直接從曲線、曲面、或測量數(shù)據(jù)創(chuàng)建曲面，支持貝茨爾(Bezier)和非均勻有理B樣條(NURBS)曲面兩種方法。用戶可以選擇適合的曲面方法，通過結(jié)合兩種方法的優(yōu)點來獷向1。動態(tài)的曲面修改工具:允許用戶在交互的方式下試探設(shè)計主

9、題，立刻就可以看到是否美觀和思路是否符合工程觀念。設(shè)計、工程分析、制造的標(biāo)準都通過精心的構(gòu)造過程考慮進去，所以當(dāng)每次修改曲面時不需要再重新校核標(biāo)準。實時的曲面診斷工具:可以提供諸如任意截面的連續(xù)性、曲面反射線情況、高亮度線、光譜圖、曲率云圖和園柱型光源照射下的反光圖等多種方法，在設(shè)計的任何時候都可以查出曲面缺陷。有效的曲面連續(xù)性管理工具:在復(fù)雜的曲面縫補等情況下，即使曲面進行了移動修改等操作，也能保證曲面同與之相連的曲面間的曲率連續(xù)，避免了乏味的手工再調(diào)整過程。強大的處理掃描數(shù)據(jù)能力:根據(jù)Rainbow圖法(相當(dāng)于假設(shè)雨水從上面落下，由于形狀差異導(dǎo)致雨水流速差異卜曲率大小變化云圖法(對于一個完

10、全光順的class1曲面，相當(dāng)于曲率大小變化為零，對于兩個不同曲面，此值會不同)將掃描數(shù)據(jù)分開，這樣可以很快地捕捉產(chǎn)品的主要特征，并迅速建立各個相應(yīng)曲面，避免了費事的分析和處理。正是由于Imageware在計算機輔助曲面檢查、曲面造型及快速樣件等方面具有其它軟件無可匹敵的強大功能，使它當(dāng)之無愧的成為逆向工程領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)四大逆向工程軟件之二：GeomagicStudio由美國Raindrop（雨滴）公司出品的逆向工程和三維檢測軟件GeomagicStudio可輕易地從掃描所得的點云數(shù)據(jù)創(chuàng)建出完美的多邊形模型和網(wǎng)格，并可自動轉(zhuǎn)換為NURBS曲面。該軟件也是除了Imageware以外應(yīng)用最為廣泛的逆向

11、工程軟件。GeomagicStudio主要包括Qualify、Shape、Wrap、Decimate、Capture五個模塊。主要功能包括：自動將點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多邊形（Polygons）快速減少多邊形數(shù)目（Decimate）把多邊形轉(zhuǎn)換為NURBS曲面曲面分析（公差分析等）輸出與CAD/CAM/CAE匹配的文件格式（IGS、STL、DXF等）1 .從CAD數(shù)模得到的產(chǎn)品模型2 .將CAD模型讀入GeomagicStudio3 .CAD設(shè)計模型與從實際模型掃描所得的點云數(shù)據(jù)（不同坐標(biāo)系）4 .掃描數(shù)據(jù)與CAD模型的自動對合5 .掃描數(shù)據(jù)與CAD模型的自動對齊6 .誤差以彩色圖形直觀顯示7 .用戶

12、可標(biāo)出任意點誤差8 .Qualify的結(jié)果可以輸出為HTML格式CopyCADCopyCAD是由英國DELCAM公司出品的功能強大的逆向工程系統(tǒng)軟件，它能允許從已存在的零件或?qū)嶓w模型中產(chǎn)生三維CAD模型。該軟件為來自數(shù)字化數(shù)據(jù)的CAD曲面的產(chǎn)生提供了復(fù)雜的工具。CopyCAD能夠接受來自坐標(biāo)測量機床的數(shù)據(jù)，同時跟蹤機床和激光掃描器。CopyCAD簡單的用戶界面允許用戶在盡可能短的時間內(nèi)進行生產(chǎn)，并且能夠快速掌握其功能，既使對于初次使用者也能做到這點。使用CopyCAD的用戶將能夠快速編輯數(shù)字化數(shù)據(jù)，產(chǎn)生具有高質(zhì)量的復(fù)雜曲面。該軟件系統(tǒng)可以完全控制曲面邊界的選取，然后根據(jù)設(shè)定的公差能夠自動產(chǎn)生光

13、滑的多塊曲面，同時，CopyCAD還能夠確保在連接曲面之間的正切的連續(xù)性。該軟件的主要功能如下：數(shù)字化點數(shù)據(jù)輸入DUCT圖形和三角模型文件CNC坐標(biāo)測量機床分隔的ASCII碼和NC文件激光掃描器、三維掃描器和SCANTRONPCArtCAMRenishawMOD文件點操作能夠進行相加、相減、刪除、移動以及點的隱藏和標(biāo)記等點編輯能夠為測量探針大小對模型的三維偏置進行補償能夠進行模型的轉(zhuǎn)換、縮放、旋轉(zhuǎn)和鏡像等模型轉(zhuǎn)換能夠?qū)ζ矫妗⒍噙呅位蚱渌Ｐ瓦M行模型裁剪三角測量在用戶定義的公差和選項內(nèi)的數(shù)字化模型的三角測量，包括：原始的一一法線設(shè)置尖銳一一尖銳特征強化 原征匹配一一來自點法線數(shù)據(jù)的特征 關(guān)閉三角

14、測量一一為了快速繪圖可以關(guān)閉模型特征線的產(chǎn)生邊界一一轉(zhuǎn)換模型外邊緣為特征線間斷一一為找到簡單的特征（如凸出和凹下）而探測數(shù)據(jù)里的尖銳邊緣能夠轉(zhuǎn)換數(shù)字化掃描線為特征線輸入的數(shù)據(jù)一一能夠從點文件中摘錄多線條和樣條曲線曲面構(gòu)造通過在三角測量模型上跟蹤直線產(chǎn)生多樣化曲面在連接的曲面之間，用已存在的曲面定義帶有選項的正切連續(xù)性的邊界使用特征線指導(dǎo)和加快曲面定義曲面錯誤檢查比較曲面與數(shù)字化點數(shù)據(jù)報告最大限、中間值和標(biāo)準值的錯誤背離錯誤圖形形象地顯示變化輸出IGES、CADDS4XSTLASCII碼和二進制DUCT圖形、三角模型和曲面分隔的ASCII碼四大逆向工程軟件之三：RapidFormRapidFor

15、m是韓國INUS公司出品的全球四大逆向工程軟件之一，RapidForm提供了新一代運算模式，可實時將點云數(shù)據(jù)運算出無接縫的多邊形作效率提升，使3D掃描設(shè)備的運用范圍擴大，改善掃描品質(zhì)多點云數(shù)據(jù)管理介面高級光學(xué)3D掃描儀會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)（可達100,000200,000點），由于數(shù)據(jù)非常龐大，因此需要昂貴的電腦硬件才可以運算，現(xiàn)在RapidForm提供記憶管理技術(shù)（使用更少的系統(tǒng)資源）可縮短您處理數(shù)據(jù)的時間。多點云處理技術(shù)可以迅速處理龐大的點云數(shù)據(jù)，不論是稀疏的點云還是跳點都可以輕易地轉(zhuǎn)換成非常好的點云，RapidForm提供過濾點云工具以及分析表面偏差的技術(shù)來消除3D掃描儀所產(chǎn)生的不良點云。快

16、速點云轉(zhuǎn)換成多邊形曲面的計算法在所有逆向工程軟件中，RapidForm提供一個特別的計算技術(shù)，針對3D及2D處理是同類型計算，軟件提供了一個最快最可靠的計算方法，可以將點云快速計算出多邊形曲面。RapidForm能處理無順序排列的點數(shù)據(jù)以及有順序排列的點數(shù)據(jù)。彩色點云數(shù)據(jù)處理RapidForm支持彩色3D掃描儀，可以生成最佳化的多邊形，并將顏色信息映像在多邊形模型中。在曲面設(shè)計過程中，顏色信息將完整保存，也可以運用RP成型機制作出有顏色信息的模型RapidForm也提供上色功能，通過實時上色編輯工具，使用者可以直接對模型編輯自己喜歡的顏色點云合并功能多個點掃描數(shù)據(jù)有可能經(jīng)手動方式將特殊的點云加

17、以合并，當(dāng)然，RapidForm也提供一技術(shù)，使用者可以方便地對點云數(shù)據(jù)進行各種各樣的合并。注：Roland模具加工機隨機所附的PixForm軟件為RapidForm的OEM軟件.四大逆向工程軟件之四：CATIA逆向軟件比較好的幾個逆向軟件中CATIA的逆向是最好的，尤其是可以結(jié)合其強大的曲面造型功能進行造型設(shè)計，其classA也是很厲害的，另外造型完后可以直接在里面做結(jié)構(gòu)做摸具做加工等后續(xù)工作，這個是其他逆向軟件達不到的geomagic感覺唯一的優(yōu)點就是可以自動生成曲面，但這個也是高端用戶所認為的缺點，自動生成的曲面質(zhì)量是非常差的，要得到好的曲面，其前期的處理工作量又是非常大的，也失去了他快捷的優(yōu)勢了.另外,CATIA新版本里面也有自動擬合曲面功能，但缺點是不能進行曲面編輯調(diào)整.一般都不用這個功能.copycad和geomagic差不多，看