ug的应用及其发展前景

UG

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展

前

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姓名：刘伟杰

学号：1101050051

班级：11机电一班

UG软件的应用及发展前景

摘要：介绍了 UG的功能特点及其二次开发技术，并对目前在UG方面的一些典型应用作了介绍，指出对单一数据库、参数化，基于特征、全相关等于一体的三维CAD/CAE/CAM 软件，UG的应用必将越来越广泛越深入。UG是一个通用软件，用户必须在此基础上进行二次开发，才能满足专门模具设计的需要，提高设计效率。UG在它所触及的各行各业中的应用程度和深度虽然各不相同，但效果是显著的。

关键词：二次开发技术；应用；参数化特征造型；三维造型

1.1 UG中二维工程图与AutoCAD间的转换

UG是功能强大的专业CAD/CAM软件，应用范围很广。AutoCAD有完善的二维工程图设计功能及对系统要求低等特点，因而得到广泛的应用。目前在工程实践中，二维工程图作为重要的技术文档时必不可少的。虽然在UG中可以对工程图进行尺寸、公差等标注，但由于在UG中对实体作标注，转成二维工程图时往往不符合我国的制图标准，因此应当在AutoCAD 中完成尺寸标注工作和添加标题栏、技术要求等内容，即利用UG参数化造型技术，对零件直接进行三维模型设计，对零件设计修改，直至确定无误后再将设计好的三维模型转化为然后调入AutoCAD中进行编辑，二维工程图，最后得到符合企业需要的、完善的工程图。采用这种方法进行产品设计。UG生成三维模型，再将其转换然后由AutoCAD输出人们所熟悉的成二维工程图，工程图，可提高设计、绘图和修改等工作的效率和质量，并引起取长补短的作用。

另外，由于UG对数据格式和图像格式的识别能力， UG中可以很容易的读取AutoCAD 的二维在图形作为拉伸、旋转、扫描、混成的草图；同时AutoCAD在我国普及率很高，许多人对它都十分熟悉，而且很多企业早期的图档都在AutoCAD中作的，因此可以使用已有的AutoCAD二维图形作为UG三维造型时的草图，进行三维转换，也可以使用AutoCAD来为UG 绘制草图，从而避免重复劳动和有效地利用已有资源。

1.2参数化特征造型技术

参数化特征造型被公认为目前几何造型的发展趋势，UG实体模型由一些工程特征组合而成，UG模块提供了拉伸、旋转、扫描、过度、孔、槽、圆角、倒角、抽壳、拔模斜度、自由变形、变截面扫描等众多的特征和特征的构造方法，为用户提供了设计非常复杂形状或

实体模型的有力工具。

基于特征的参数化造型时将参数化造型的思想和特征造型的思想有机的结合在一起，用尺寸驱动或变量设计的方法定义特征并进行类似的操作，这样就形成了参数化特征造型。由于特征全部用参数化定义，因此对形状、尺寸、公差、表面粗糙度等均可随时修改和更行，最终达到修改设计的目的。参数化方法使设计者在构造几何模型时可以集中于概念设计和整体设计，充分发挥创造性，提高设计效率。基于特征的技术为设计者提供了符合人们思维习惯的设计环境，二者有机地结合起来进行实体造型将极大的提高设计效率。

在UG的环境中，构造实物实体的方法很多。选择一种有效的方法，使建立的特征少，且能有效生成实体；形成的特征有利于后续特征的建立和修改是非常重要的。所以在设计之初，对零件的外型设计要一个整体规划，要清楚自己所做的零件的复杂程度，首先要确定整个零件的基准参考中心和参考面，使后面建立的特征（Feature）都是基于该基准建立的，这样有利于后面特征修改（Modify）和再生成（Regenerate）；其次要确定模型（Model）的所有特征间构建的大致先后顺序，把一些小而非重要特征先做，对开始不太明确的，并且需要经常改动变化的特征放到后面建立。这样就可以在需要修改时改动局部就可以了，既节省了时间又省去了许多麻烦。

2. UG的二次开发技术

对一般的设计人员来说，要使用UG所提供的方法进行复杂零件的三维造型，并不是一件容易的事，设计人员需要花费大量的时间熟悉UG，并且掌握较高水平的建模技巧，但是如果充分利用UG的二次开发工具，就可以方便的实现复杂零件设计的参数化，从而大大提高设计效率。

UG为通用支撑软件系统，仅具有CAD/CAM的基本功能，没有提供专用产品所需要的完整计算机辅助设计/制造功能。由于机械产品的千变万化，需要针对具体对象在选用的CAM 软件平台上进行二次开发，来设计出界面友好、功能强大和使用方便的专用产品的

CAD/CAM系统UG/OPENUIStyler、UG/OPEN GRIP和UG/OPEN API 的二次开发技术。

2.1 UG/Open

UG/Open二次开发模块为 UG 软件的二次开发工具集，便于用户进行二次开发工作，利用该模块可对 UG 系统进行用户化剪裁和开发，满足用户的开发需求。UG/Open 包括以下几个部分：

（1）UG/Open Menuscript 开发工具，对UG软件操作界面进行用户化开发，无须编程即可；

（2）对UG标准菜单进行添加、重组、剪裁或在UG软件中集成用户自己开发的软件功能；

UG/Open UIStyle开发工具是一个可视化编辑器，用于创建类似UG的交互界面，利用该工具，用户可为UG/Open应用程序开发独立于硬件平台的交互界面；UG/Open API 开发工具，提供UG软件直接编程接口，支持C、C++、Fortran和Java 等主要高级语言；UG/Open GRIP开发工具是一个类似APT 的UG内部开发语言，利用该工具用户可生成NC自动化或自动建模等用户的特殊应用。

2.2 UG/OPEN UIStyler

UIStyler 是开发UG对话框的可视化工具，生成的对话框能与UG集成，让用户更方便、更高效地与UG进行交互操作。利用这个工具可以避免复杂的图形用户接口GUI的编程，直接将对话框中的基本控件组合生成功能不同的对话框。开发人员进入UG，点击

Aplication→UserInterfaceStyler就可以进入对话框设计的界面。该界面包括一个工具条和三个窗口：对象浏览窗口、资源编辑器窗口以及设计对话框窗口。应用工具条能够快速点击图标，在设计对话框上添加删除控件，进行对话框界面的设计；对象浏览器窗口显示对话框上所有控件的信息，选中某一控件即可在资源编辑器窗口中进行相应的操作；资源编辑器窗口用于设置修改控件的属性、消息等操作；设计对话框窗口用来显示对话框的界面。当界面设计完成后，保存 UIStyler编写的对话框时生成3个文件：*dlg、*_template.c及*.h 文件。其中，*.dlg是保存对话框图形界面的文件；.h文件是 UIStyler对话框C语言的头文件，包括对话框及*_template.c是其控件的标识符和函数原型的申明；UIStyler对话框C 语言的模板文件，包括各种定义用户的主要工作是修改*_template.c 模板文和命令。件并在其中添加用户代码，以确定 UIStyler对话框被调用的形式及其所能实现的功能。对模板文件的修改工作可在VC中完成，然后和.h编译连接生成.DLL文件。应用 UIStyler这一工具可以使开发人员方便、快速地设计出与UG界面风格一致的对话框，避免其他复杂的编程。而且可以和用其他开发工具开发出的结果进行集成。UG/Open UIStyler 工具和UG/Open Menu Script工具一样，都只具有某一方面的功能：UG/Open UIStyler用于对话框的开发，UG/Open Menu Script用于菜单的开发。

2.3 UG/OPEN MenuScript

用这一工具可实现用户化的菜单。UG/OPEN MenuScript 支持UG主菜单和快速弹出式菜单的设计和修改，通过它可以改变UG菜单的布局。添加新的菜单项以执行用户GRIP、API 二次开发程序、User Tools文件及操作系统命令等。应用 UG/OPEN MenuScript编程有两种方法可以实现菜单用户化：

（1）添加菜单文件。添加菜单文件到相应的菜单目录下，这些菜单文件是经过用户编辑的、符合自己要求的菜单文件。

（2）编辑标准菜单文件。开发者编辑存在的标准菜单文件。这种办法就会改变UG原来的界面，不能恢复。开发者可通过文本编辑器，如记事本编辑UG菜单文件。UG/Open API 提供 UG/Open API程序与 UG/OPEN MenuScript程序的接口函数。

2.4 UG/OPEN API

UG/Open API 又称 User Function，是一个允许程序访问并改变UG对象模型的程序集。UG/OpenAPI 封装了近 2000个UG操作的函数，通过它可以在C程序和C++ 程序中以库函数的形式调用UG内部的近 2000个操作，它可以对UG 的图形终端、文件管理系统和数据库进行操作，几乎所有能在UG界面上的操作都可以用UG/Open API函数实现。

UG/Open API 程序根据编译连接的情况可以运Internal与External. External 行在两种不同的环境中，类型以.exe方式可以直接在操作系统下运行，独立于ＵＧ系统，该类型无法显示图形与用户交互，但可以打印和生成计算机图形元文件 CGM） Internal（；类型只能运行在UG环境下该程序以.dll（动态链接库）的方式被调到UG的进程空间中，一旦调进便该类型与 External 类型相比他的优点是常驻内存，可以连接的更快且程序更小并能与用户交互Internal类型程序的运行可以从UG图形界面里来调用，另外可以从UG/Open Menu Script、User Exits、User Tools和UG/Open GRIP里调用。

UG/Open API程序使用的是C或C++编程语言。基于Windows NT操作系统的UG软件开发可在VC++6.0环境下进行。在VC环境中建立一个UG二次开发工程有两种方法。其一是利用UG/Open AppWizard这个向导来建立基本的框架；其二是在VC中手工建立一个UG/Open API的工程。第一种方法是要按照向导一步一步执行下去就可以完成这个工程的基本框架。相对于第一种方法，第二种方法就烦琐得多，它必须在VC中人为配置工程的各种设置，才能建立起UG软件和VC的连接。所以最好使用 UG/OpenAppWizard来建立二次开发工程。

UG/Open API 程序的运行可以在这几种环境下运行：

（1）VC环境。在这种环境下内部、外部程序均可以执行。

（2）UG界面。这种环境只能执行内部程序。程序的执行是程序通过VC++ 编译连接后，产生一个DLL文件，然后进入UG，执行这个DLL文件。

（3）UG/OpenGRIP程序。这是通过GRIP程序来调用UG/Open API程序。由于编程是在VC 中进行，所以可以充分发挥VC的强大功能和丰富的编程资源，也可以利用企业原有的Ｃ语言代码资源，将其集成到UG中。用UG/Open API函数进行二次开发的优点是该工具功能比较强大，能够实现UG的绝大部分操作，易于进行交互操作。由于是调用UG封装的API函数，程序的出错率比较低；缺点是掌握UG/Open API函数的运用比较困难，特别要注意参数的类型和传递形式。

2.5 UG/OPEN GRIP

GRIP（Graphics Interactive Programming）是一种专用的图形交互编程语言，开发者可以用 GRIP 编程的方法自动实现在UG下进行的绝大部分操作GRIP命令很像英语

单词，语法与BASIC和FORTRAN相似，有某些情况下对于一些高级操作，用GRIP编程的方法比用UG交互的方法更有效，在UG交互环境下可以实现的功能用GRIP几乎全都可以实现UG提供了一个名叫UG/Open GRIP的GRIP语言编辑器，用这个工具可以编辑、修改、编译、连接程序GRIP语言与一般的通用语言一样，有其自身的语法结构，程序结构，内部函数，以及与其他通用语言程序相互调用的接口。一个GRIP 语句是由一个或几个GRIP命令组成，GRIP命令是GRIP语言的基本组成部分

3.应用现状

UG在各行各业中的应用越来越广泛、越来越深入，虽然和AutoCAD等二维绘图软件相比UG的使用相对要难得多，但这并没有阻止人们对它的学习、使用及开发。这也充分说明了UG具有人们所渴望的优良的性能和灵活的开发方法。

3.1齿轮的造型设计

渐开线齿轮由于具有能保证特定传动比传动、受力方向不变等优点，被广泛应用于航空、汽车、机床和自动化生产线等各种通用机械中。渐开线齿一些低端的CAD软件必须通过编轮齿形比较复杂，写程序才能完成它的造型，而在UG环境下，则可以用多种建模方法精确造

型，方便快捷，还可以通过其内部开发程序来完成，人机交互的输入设计变量值，实现渐开线齿轮自动化造型。

3.2芯片散热风扇的实体造型

从现有的设计软件CAD出发，利用数据预处理程序，结合UG软件，较好的实现了芯片的实体造型，缩短了在UG中重新建模的时间，且保证了加工出的芯片更符合风扇的要求。

4 发展前景

由于机械设计在工程设计中占有相当重要的地位，所以展望现代机械设计技术的发展前景以及未来研究重点及方向，都无疑成为了我们最关心的重要课题，同时也只有在此基础上，我们才能对机械设计的规划发展项目和关键技术提出合理的建议，才能更好的使我国在机械设计软件的开发领域逐步走到世界的前列。纵观全国，现代机械设计软件技术的研究主要在以下几个方面：机械设计软件包的多平台开发技术、产品创新设计技术、快速设计技术、仿真与虚拟设计技术、智能设计技术、热分析转变为机械能整合设计等。下面分别加以介绍。

一、调用接口程序的设计

为使各exe程序按顺序运行以完成总功能，要求用户只能调用其中一个exe程序，该程序称为软件包的用户调用程序，其余exe程序不能被用户调用（只能被exe程序调用），称为软件包的内部程序。

二、数据接口程序的设计

由于纯文本文件（如*.txt文件）可以被exe程序读写，因此通过对其读写操作，可实现调用与被调用程序间的数据传递，此类文件可简称为数据文件，对其读写的语句即为数据接口程序。为便于编程，可把数据接口程序分为单向型和双向型两大类。仅有调用程序的写操作和被调用程序的读操作或相反，称为单向型，前者还可称为正单向型，后者为逆单向型。

三、开发平台的合理使用

V B6、V F6和VL的功能特长不同。VB6在数学计算和界面设计方面最优秀，VF 6的数据库管理功能最强，VL的自动制图功能独一无二。故VB 6宜用于开软件包的用户调用程序，和含有大量数学计算功能的内部程序；VF 6宜用于开发处理大量数据的内部程序( 数据库) ；VL宜用于开发自动制图的内部程序；AutoCAD宜作为VL程序的运行平台和对图形文件编辑、保存与打印的操作平台。

四、软件包的目录结构设计

软件包的目录结构宜采用树状结构，如用户调用程序及其相关文件放在磁盘的N层目录下的某一子目录( 称为顶层目录) 下，则各内部程序及相关文件应放在顶层目录下的不同层次的子目录下。值得注意，这可能造成被调程序在其运行中，当查找或打开本目录下的某个文件时，出现“文件未找到”的运行实时错误，其原因是被调程序的运行路径，是它最上一级调用程序（即用户调程序)。

五、产品创新设计技术

该技术就设计而言一般可分为三类：适应性设计(Adaptive Design)、变型设计(V ariant Design)和创新设计(Creative Design)。其中创新设计是针对新的或预测的需求，从已知的、经过实践检验可行的理论和技术出发，充分运用创造性思维，构思并设计出过去所没有的全新事物的技术过程。

六、快速设计技术

由于市场动态多变性，使产品投放市场的时间日益成为决定产品竞争力的重要因素。快速设计技术是在现代设计理论和方法的指导下，应用微电子、信息和管理等现代科学技术，以缩短产品开发周期为目的的一切设计技术的总称。

七、仿真与虚拟设计技术

计算机仿真技术是以计算机为工具，建立实际或联想的系统模型，并在不同条件下，对模型进行动态运行(实验)的一门综合性技术。近年来不断涌现和迅速发展的高新技术，如计算机仿真建模、CAD/CAM及先期技术演示验证、可视化计算、遥控机器和计算机艺术等，都有一个共同的需求，就是建立一个比现有计算机系统更为真实方便的输入输出系统，使其能与各种传感器相连，组成更为友好的人机界面的多维化信息环境。这个环境就是计算机虚拟现实系统(VRS)，在这个环境中从事设计的技术即称之为虚拟设计(Virtual Design，VD)。

八、智能设计技术

由于缺乏人类设计师所具有的推理和决策能力，传统CAD系统已不能满足设计过程自动化的要求。于是智能CAD(ICAD)的理论研究和应用实践便随之而产生了。ICAD系统既具有传统CAD系统的数值计算和图形处理能力，又具有知识处理能力，能够对设计的全过程提供智能化的计算机支持。智能设计就是对智能CAD理论和应用的研究。

5.结束语

UG已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准，它全方位的提供了从产品概念设计、精确设计、模具设计到模具型腔数控加工一整套功能，极大的缩短了产品开发的周期，

提高了产品的竞争力。从大量的文献看出，UG在它所触及的各行各业中的应用程度和深度虽然各不相同，但其效果是显著的。从现有的应用中可以给使用者一些启示和灵感，避免许多不必要的重复。

参考文献

[1]关振宇. UG CAD快速入门指导[M]. 北京：清华大学出版社，2002.

[2]董正卫，田立中，付宜利. UG/OPEN API编程基础[M]. 北京：清华大学出版社，2002.

[3]王庆林. UG/OPEN GRIP实用编程基础[M]. 北京：清华大学出版社，2002.

[4]关振宇，朱凯. UG NX 4中文版机械设计实战演练[M]. 北京：人民邮电出版社，2007.

UG表达式讲解(基础)

64 UG的设计应用 第二章表达式 2.1 综述 2.1.1 表达式的概念 表达式是算术或条件语句，用来控制零件特征。表达式可以用来定义或控制一个模型的多种尺寸，例如一个特征或一个草图的尺寸。 表达式在参数化设计中是十分有意义的，它可以用来控制同一个零件上的不同特征间的关系或一个装配中的不同零件间的关系。例如：我们可以用一个表达式来建立一个支架零件的厚度和长度之间的关系。当支架的长度改变之后，它的厚度自动更新。图2-1所示为表达式的一个实例。在创建表达式时必须注意以下几点： ●表达式左侧必须是一个简单变量，等式右侧是一个数学语句或一条件语句。 ●所有表达式均有一个值（实数或整数），该值被赋给表达式的左侧变量。 ●表达式等式的右侧可认是含有变量、数字、运算符和符号的组合或常数。 ●用于表达式等式右侧中的每一个变量，必须作为一个表达式名字出现在某处。 Length=.5+2*Cos(60) 图2-1 表达式格式 2.1.2 创建表达式的方法 1．手工创建表达式 ●选择下拉菜单Tool→Expression或按快捷键Ctrl+E ●改变一个已存在的表达式的名字，可选择下拉菜单Tool→Expression，选取已存在的表达式，然后单击Rename。 ●将文本文件中存在的表达式引入到UG中，可选择下拉菜单Tool→Expression→Import。 2. 系统自动建立表达式 当用户作下列操作时，系统自动地建立表达式，其名字用一个小写字母p开始。

第二章表达式65 ●建立一个特征（Create a Feature）时，系统对特征的每个参数建立一个表达式。 ●建立一个草图（Create a Sketch）时，系统对定义草图基准的XC和YC坐标建立两个表达式。例如：p1_YDATUM_V1=0 ●标注草图尺寸（Dimension a Sketch）后，系统对草图的每一个尺寸都建立一个相应的表达式。 ●定位一个特征或一个草图(Position a feature or sketch)时，系统对每一个定位尺寸都建立一个相应的表达式。 ●生成一个匹配条件(Create a mating)时，系统会自动建立相应的表达式。 表达式可应用于多个方面，它可以用来控制草图和特征尺寸和约束；可用来定义一个常量，如pi=3.1415926；也可被其它表达式调用，如expression1=expression2+expression3，这对于缩短一个很长的数字表达式十分有效，并且能表达它们之间的关系。 2.1.3 为什么使用表达式 表达式是一个功能强大的工具，可以使UG实现参数化设计。运用表达式，可十分简便地对模型进行编辑；同时，通过更改控制某一特定参数的表达式，可以改变一实体模型的特征尺寸或对其重新定位。 使用表达式也可产生一个零件族。通过改变表达式值，可将一个零件转为一个带有同样拓朴关系的新零件。 2.1.4 表达式分类 表达式可分为三种类型：数学表达式、条件表达式、几何表达式。 1. 数学表达式 可用数学方法对表达式等式左端进行定义。下表2-1列出一些数学表达式： 表2-1 数学表达式 数学含义例子 + 加法p2=p5+p3 —减法p2=p5-p3 * 乘法p2=p5*p3 / 除法p2=p5/p3 % 系数p2=p5%p3 ^ 指数p2=p5^2 = 相等p2=p5 2. 条件表达式 通过对表达式指定不同的条件来定义变量。利用if/else结构建立表达式，其句法为：VAR=if (exp1) (exp2) else (exp3) 例width=if (length<8) (2) else(3) 其含义为：如果length小于8，则width为2，否则为3。

如何用UG做逆向设计教学内容

介绍了在逆向工程中如何用UG做逆向设计。一般是先输入测得的数据点云，根据数据点连线，然后构建曲面。最后又介绍了把片体构造为实体的过程和方法。 一、前言 传统的产品设计一般都是“从无到有”的过程，设计人员首先构思产品的外形、性能以及大致的技术参数等，再利用CAD建立产品的三维数字化模型，最终将模型转入制造流程，完成产品的整个设计制造周期，这样的过程可称为“正向设计”。而逆向工程则是一个“从有到无”的过程，就是根据已有的产品模型，反向推出产品的设计数据，包括设计图纸和数字模型。 逆向工程的专业软件有Surfacer、ICEM、CopyCAD和RapidForm等，这些软件非常适合处理大量扫描的点云数据。例如，对一个小车的外型进行激光扫描，大约可以得到3 0万个测量点，通过专业的Surfacer软件建构而得到数字模型，达到了预期的效果。同时，我们也对UG在逆向工程中的应用进行了探索，在过程中得到了一些经验，下面详细介绍如下。 二、数据点的输入 用UG软件做逆向工程，使用的测量设备大多都是接触式手动三坐标划线机，主要针对剖面、轮廓和特征线进行测量，测量的数据点不是很多，UG处理起来也比较容易。 但是本文的车模型用激光扫描测到的数据点多达30万个，这么多的数据点输入UG是很困难的，因此我们在Surfacer软件里对点云数据进行了除噪、稀疏等预处理。而为了准确地保持原来的特征点和轮廓点，我们大体构造了轮廓线和特征线，和点云数据一起导入U G中，如图1所示。 图1输入数据 三、通过点构造曲线 1.在连线过程中，一般是先连特征线点，后连剖面点。在连线前应有合理的规划，根据此车的形状和特征确定如何分面，以便确定哪些点应该连接，并对以后的构面方法做到心中有数，连线的误差一般控制在0.4mm以下。

ug表达式之详细解规律曲线

信息” T 对象”来显示规律样条的非参数或特征信息。 Z 分量 规律曲线通过X 、Y 及Z 分量的组合来定义一条规律样条。必须指定每个组件的规律类型，可通过 规律子函数进行指定。可用 的选项有：文档收集自网络，仅用于个人学习 恒定 允许您给整个规律函数定义一个常数值。系统会提示您只输入一个规律值（即该常数）。 线性 用于定义一个从起点到终点的线性变化率。 三次 用于定义一个从起点到终点的三次变化率。 沿着样条的值-线性 使用沿着脊线的两个或多个点来定义线性规律函数。在选择脊线曲线后，可以沿着这条曲线指出多个点。系统会提示您 在每个点处输入一个值。 沿着样条的值-三次的 使用沿着脊线的两个或多个点来定义一个三次规律函数。在选择脊线曲线后，可以沿着该脊线指出多个点。系统会提示 您在每个点处输入一个值。 根据等式 使用一个现有表达式及参数表达式变量”来定义一个规律。 允许您选择一条由光顺连接的曲线组成的线串来定义一个规律函数。 规律曲线 2008-01-15 12:33:30作者：来源：互联网 浏览次数：0文字大小：【大】【中】【小】 简介：规律曲线”选项用于使用规律子函数创建样条。规律样条定义为一组 及Z 分量。必须指定每个分量的规律。 要创 建规律曲线： 使用规律子函数，为 X 、Y 及Z 各分量选择并定义一个规律选项 （可…文档收集自网络，仅用于个人学习 规律曲线”选项用于使用规律子函数创建样条。规律样条定义为一组 的规律。文档收集自网络，仅用于个人学习 X 、丫及Z 分量。必须指定每个分量 要创建规律曲线: 1. 2. 3. 使用规律子函数，为X 、Y 及Z 各分量选择并定义一个规律选项。 （可选步骤）通过定义一个方位和/或基点，或指定一个参考坐标系来控制方位（样条的方位） 用于个人学习 选择确定”或应用”来创建曲线。 文档收集自网络，仅用于个人学习 文档收集自网络，仅 可以通过 la 根据规律曲线

UG逆向工程说课讲解

逆向工程（Reverse Engineering，RE）是对产品设计过程的一种描述。在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从无到有的过程：设计人员首先构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后利用CAD技术建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转入制造流程，完成产品的整个设计制造周期。这样的产品设计过程我们可以称之为“正向设计”。逆向工程则是一个“从有到无”的过程。简单地说，逆向工程就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品的设计数据（包括设计图纸或数字模型）的过程。 随着计算机技术在制造领域的广泛应用，特别是数字化测量技术的迅猛发展，基于测量数据的产品造型技术成为逆向工程技术关注的主要对象。通过数字化测量设备（如坐标测量机、激光测量设备等）获取的物体表面的空间数据，需要经过 逆向工程技术的处理才能获得产品的数字模型，进而输送到CAM系统完成产品的制造。因此，逆向工程技术可以认为是“将产品样件转化为CAD模型的相关数字化技术和几何模型重建技术”的总称。 逆向工程的实施过程是多领域、多学科的协同过程。从图1中我们可以看出，逆向工 程的整个实施过程包括了测量数据的采集/处理、CAD/CAM系统处理和融入产品数据管 理系统的过程。因此，逆向工程是一个多领域、多学科的系统工程，其实施需要 人员 和技术的高度协同、融合。 三、逆向工程在CAD/CAM体系中的应用 逆向工程技术并不是孤立的，它和测量技术、CAD/CAM技术有着千丝万缕的联系。 从理论角度分析，逆向工程技术能按照产品的测量数据建立与现有CAD/CAM系统完全 兼容的数字模型，这是逆向工程技术的最终目标。但凭借目前人们所掌握的技术，包 括工程上的和理论上的（如曲面建模理论），尚无法满足这种要求。特别是针对 目前 比较流行的大规模“点云”数据建模，更是远没有达到直接在CAD系统中应用的程度

UG8.0表达式应用知识讲解

U G8.0表达式应用

UG8.0 表达式及应用 1、表达式输入：工具----表达式 2、执行：插入----曲线----规律曲线----根据方程。如果没有“规律曲线”命令，用：帮助----命 令查找器；查找。 3、“表达式”对话框如下： 将方程转换为参数方程时注意：将方程转化为参数方程时，一定要将其转换为以变量t为参数的方程，在 UG中，t的变化范围一定是从0到1。

4、规律曲线命令如下： 恒定 允许您给整个规律函数定义一个常数值。系统会提示您只输入一个规律值（即该常数）。 线性 用于定义一个从起点到终点的线性变化率。 三次 用于定义一个从起点到终点的三次变化率。 沿着样条的值 - 线性 使用沿着脊线的两个或多个点来定义线性规律函数。在选择脊线曲线后，可以沿着这条曲线指出多个点。系统会提示您在每个点处输入一个值。 沿着样条的值 - 三次的 使用沿着脊线的两个或多个点来定义一个三次规律函数。在选择脊线曲线后，可以沿着该脊线指出多个点。系统会提示您在每个点处输入一个值。 根据等式 使用一个现有表达式及“参数表达式变量”来定义一个规律。 根据规律曲线 允许您选择一条由光顺连接的曲线组成的线串来定义一个规律函数。

5、UG 常用内置函数

在UG中利用【规律曲线】|【根据方程】绘制各种方程曲线： 1、极坐标（或柱坐标r,θ,z）与直角坐标系(x,y,z)的转换关系： x=r*cos(θ)；y=r*sin(θ)；z=z 2、球坐标系(r,θ,φ)与直角坐标系(x,y,z)的转换关系： x=rsinθcosφ；y=rsinθsinφ；z=rcosθ 在UG表达式中输入的theta=θ；phi=φ；r=rho 【注：所有UG表达式中，必须先在名称栏输入t，公式栏输入0，类型为恒定的，即无单位。t是UG自带的系统变量，其取值为0~1之间的连续数】 1.直线 直线的数学方程为y-y0=tan(θ)*(x-x0)，若直线经过点（10,20），倾角θ为30°，长度L为40，即UG表达式为： theta=30 L=40 xt=10+L*cos(theta)*t yt=20+L*sin(theta)*t zt=0 效果如图1 图1 图2 2.圆和圆弧

NX逆向工程造型的一般方法和技巧

在产品的开发及制造过程中，几何造型技术已使用得相当广泛。但是，由于种种原因，仍有许多产品并非由CAD模型描述，设计和制造者面对的是实物样件。为了适应先进制造技术的发展，需要通过一定途径，将这些实物转化为CAD模型，使之能利用CAD、CAM等先进技术进行处理。 目前，与这种从实物样件获取产品数学模型技术相关的技术，已发展成为CAD、CAM中的一个相对独立的范畴，称为“反求工程”（Reverse Engineering）。通过反求工程复现实物的CAD模型，使得那些以实物为制造基础的产品有可能在设计与制造的过程中，充分利用CAD、CAM等先进技术。由于反求工程的实施能在很短的时间内准确、可靠地复制实物样件，因此反求工程成为当前企业先进制造技术的热门话题之一。 利用一些非专业的逆向设计软件（如：UG、Pro/ENGINEER、CATIA等）和一些专业的逆向设计软件（如：Surfacer、CopyCAD、Trace等）进行逆向造型是现阶段反求工程在企业应用的典型例子。由于公司新产品开发需要，笔者利用UG软件进行零件的反求在外形复杂的汽车冲压件的逆向造型设计中取得较好应用效果。我们选择的测量设备是英国LK 公司的三坐标测量机，可以用来测量特征的空间坐标、扫描剖面、测量分型线以及轮廓线。此设备获得点的数据量不像激光扫描仪扫描的那么大，所以用一些非专业的逆向设计软件是很合适的。 国际模具网 UG的逆向造型遵循：点→线→面→体的一般原则。 国际模具网 一、测点测点之前规划好该怎么打点。由设计人员提出曲面打点的要求。一般原则是在曲率变化比较大的地方打点要密一些，平滑的地方则可以稀一些。由于一般的三坐标测量机取点的效率大大低于激光扫描仪，所以在零件测点时要做到有的放矢。值得注意的是除了扫描剖面、测分型线外，测轮廓线等特征线也是必要的，它会在构面的时候带来方便。 二、连线 (1)点整理连线之前先整理好点，包括去误点、明显缺陷点。同方向的剖面点放在同一层里，分型线点、孔位点单独放一层，轮廓线点也单独放一层，便于管理。通常这个工作在测点阶段完成，也可以在UG软件中完成。一般测量软件可以预先设定点的安放层，一边测点，一边整理。 (2)点连线连分型线点尽量做到误差最小并且光顺。因为在许多情况下分型线是产品的装配结合线。对汽车、摩托车中一般的零件来说，连线的误差一般控制在0.5mm以下。连线要做到有的放矢，根据样品的形状、特征大致确定构面方法，从而确定需要连哪些线条，不

UG逆向工程应用实例析-正向造型法

UG逆向工程应用实例析－正向造型法 本文通过一个电子产品的外壳点云的逆向造型实例讲解UG中点云处理方法和规则外形的逆向造型基本原则，了解UG在处理不同的数据源下的逆向造型方法。掌握基本的外形拆分方法和外形判断方法。 1. 正向造型法对大多CAD软件来说，逆向造型和正向造型并没有本质的区别，唯一的不同是数据来源不同。所以对于一些特定类型的造型，可以考虑用正向造型的方法来实现的。如下图的点云（已转成stl），是nokia858手机的上壳，相对来说形状是比较规则的，并且主要的几个面构成也是比较直观的，所以适合用正向造型的方法来进行。 首先，我们在开始造型之前，应该进行仔细的分析，想像出各个面的主要构成方法以及过渡的可能方式，这样我们才能做到有的放矢。首先整体形状是有一个围侧面（1）和顶面（7）以及一个类圆角面（2）构成，对于侧面（1），在造形之前我们可以猜测它是扫出的或是混成的。对于类似这样顶面（7），我一般强烈倾向于扫出面，对于（2），一般用圆角搞定没问题（注意必要的时候切换成conic类型的圆角以更拟合实际情况）。

然后看局部和过度，（3）的面初步猜测应该是顶面offset一定的距离生成，至于是否有呆后面的验证。（5）面仔细观查会发现和顶面并非一个面，所以需要另一个扫出面来拟合。（6）面比较难点，是个典型的过度，从顶部的级差过度到侧面的消失，在目前来看可能的做法是作消失面，或者倒圆角（是否觉得不可思议？这里的判断需要建立在想像和经验上）。后面你会看到这个看似复杂的过度居然真的就可以用圆角搞定。（4）面什么难度，两个轨迹的可变扫出就可以轻松搞定。下面我们就开始动手了。不管形状如何，我想分型轮廓线应该是我们的工作的第一步。所以我们先作分型面，对于这个实体来说，分型面比较简单就是一个圆弧拉伸面 然后用投影到分型面的方法来创建分型轮廓线，注意在草绘的时候利用已有的点云作参考。。。目测就行啦。

最全的UG方程曲线及详细表达式

在UG中利用【规律曲线】|【根据方程】绘制各种方程曲线： 1、极坐标（或柱坐标r,θ,z）与直角坐标系(x,y,z)的转换关系： x=r*cos(θ)；y=r*sin(θ)；z=z 2、球坐标系(r,θ,φ)与直角坐标系(x,y,z)的转换关系： x=rsinθcosφ；y=rsinθsinφ；z=rcosθ 在UG表达式中输入的theta=θ；phi=φ；r=rho 【注：所有UG表达式中，必须先在名称栏输入t，公式栏输入0，类型为恒定的， 即无单位。t是UG自带的系统变量，其取值为0~1之间的连续数】 1.直线 直线的数学方程为y-y0=tan(θ)*(x-x0)，若直线经过点（10,20），倾角θ为30°，长度L为40，即UG表达式为： theta=30 L=40 xt=10+L*cos(theta)*t yt=20+L*sin(theta)*t zt=0 效果如图1 图1 图2 2.圆和圆弧 圆的数学方程为(x-x0)^2+(y-y0)^2=r^2，若圆心坐标为（50,40），半径r为30，即UG 表达式为： r=30 theta=t*360 xt=50+r*cos(theta) yt=40+r*sin(theta) zt=0 效果如图2

3.椭圆和椭圆弧 椭圆的数学方程为(x-x0)^2/a^2+(y-y0)^2/b^2=1，若椭圆中心坐标为（50,40），长半轴a为30（在X轴上），短半轴b为20，即UG表达式为： a=30 b=20 theta=t*360 xt=50+a*cos(theta) yt=40+b*sin(theta) zt=0 效果如图3 图3 图4 4.双曲线 双曲线的数学方程为x2/a2-y2/b2=1，若中心坐标为（0,0），实长半轴a为4（在x轴上），虚半轴b为3，y的取值范围为-5~+5内的一段，即UG表达式为： a=4 b=3 yt=10*t-5 xt=a/b*sqrt(b^2+yt^2)或xt=-a/b*sqrt(b^2+yt^2) zt=0 做出一半后进行镜像复制，效果如图4 5.抛物线 抛物线I的数学方程为y2=2px，若抛物线的顶点为（30,20）焦点到准线的距离p=8，y的取值范围为-25~+25，即UG表达式为： p=8 yt=50*t-25+20 xt=(yt-20)^2/(2*p)+30 zt=0 效果如图5-1 抛物线II数学参数方程：x=2pt2，y=2pt（其中t为参数）。UG表达式为： p=8

UG7.5表达式应用

UG7.5 表达式及应用 1、表达式输入：工具----表达式 2、执行：插入----曲线----规律曲线----根据方程。如果没有“规律曲线”命令，用：帮助----命令查找 器；查找。 3、“表达式”对话框如下： 将方程转换为参数方程时注意：将方程转化为参数方程时，一定要将其转换为以变量t为参数的方程，在UG中，t的变化范围一定是从0到1。

4、规律曲线命令如下： 恒定 允许您给整个规律函数定义一个常数值。系统会提示您只输入一个规律值（即该常数）。 线性 用于定义一个从起点到终点的线性变化率。 三次 用于定义一个从起点到终点的三次变化率。 沿着样条的值- 线性 使用沿着脊线的两个或多个点来定义线性规律函数。在选择脊线曲线后，可以沿着这条曲线指出多个点。系统会提示您在每个点处输入一个值。 沿着样条的值- 三次的 使用沿着脊线的两个或多个点来定义一个三次规律函数。在选择脊线曲线后，可以沿着该脊线指出多个点。系统会提示您在每个点处输入一个值。 根据等式 使用一个现有表达式及“参数表达式变量”来定义一个规律。 根据规律曲线 允许您选择一条由光顺连接的曲线组成的线串来定义一个规律函数。

5、UG常用内置函数

在UG中利用【规律曲线】|【根据方程】绘制各种方程曲线： 1、极坐标（或柱坐标r,θ,z）与直角坐标系(x,y,z)的转换关系： x=r*cos(θ)；y=r*sin(θ)；z=z 2、球坐标系(r,θ,φ)与直角坐标系(x,y,z)的转换关系： x=rsinθcosφ；y=rsinθsinφ；z=rcosθ 在UG表达式中输入的theta=θ；phi=φ；r=rho 【注：所有UG表达式中，必须先在名称栏输入t，公式栏输入0，类型为恒定的，即无单位。t是UG自带的系统变量，其取值为0~1之间的连续数】 1.直线 直线的数学方程为y-y0=tan(θ)*(x-x0)，若直线经过点（10,20），倾角θ为30°，长度L为40，即UG 表达式为： theta=30 L=40 xt=10+L*cos(theta)*t yt=20+L*sin(theta)*t zt=0 效果如图1 图1 图2 2.圆和圆弧 圆的数学方程为(x-x0)^2+(y-y0)^2=r^2，若圆心坐标为（50,40），半径r为30，即UG表达式为： r=30 theta=t*360 xt=50+r*cos(theta) yt=40+r*sin(theta) zt=0 效果如图2 3.椭圆和椭圆弧 椭圆的数学方程为(x-x0)^2/a^2+(y-y0)^2/b^2=1，若椭圆中心坐标为（50,40），长半轴a为30（在X轴上），短半轴b为20，即UG表达式为：

UG表达式应用说明

v .. . .. ●表达式左侧必须是一个简单变量，等式右侧是一个数学语句或一条件语句。 ●所有表达式均有一个值（实数或整数），该值被赋给表达式的左侧变量。 ●表达式等式的右侧可认是含有变量、数字、运算符和符号的组合或常数。 ●用于表达式等式右侧中的每一个变量，必须作为一个表达式名字出现在某处。 Length=.5+2*Cos(60) 图2-1 表达式格式 2.1.2 表达式的方法 1．手工创建表达式 ●选择下拉菜单Tool→Expression或按快捷键Ctrl+E ●改变一个已存在的表达式的名字，可选择下拉菜单Tool→Expression，选取已存在的表达式，然后单击Rename。 ●将文本文件中存在的表达式引入到UG中，可选择下拉菜单Tool→Expression→Import。 2. 系统自动建立表达式 当用户作下列操作时，系统自动地建立表达式，其名字用一个小写字母p开始。 ●建立一个特征（Create a Feature）时，系统对特征的每个参数建立一个表达式。 ●建立一个草图（Create a Sketch）时，系统对定义草图基准的XC和YC坐标建立两个表达式。例如：p1_YDATUM_V1=0 ●标注草图尺寸（Dimension a Sketch）后，系统对草图的每一个尺寸都建立一个相应的表达式。 ●定位一个特征或一个草图(Position a feature or sketch)时，系统对每一个定位尺寸都建立一个相应的表达式。 ●生成一个匹配条件(Create a mating)时，系统会自动建立相应的表达式。 表达式可应用于多个方面，它可以用来控制草图和特征尺寸和约束；可用来定义一个常量，如pi=3.1415926；也可被其它表达式调用，如expression1=expression2+expression3，这对于缩短一个很长的数字表达式十分有效，并且能表达它们之间的关系。 2.1.3 为什么使用表达式 表达式是一个功能强大的工具，可以使UG实现参数化设计。运用表达式，可十分简便地对模型进行编辑；同时，通过更改控制某一特定参数的表达式，可以改变一实体模型的特征尺寸或对其重新定位。 . . . 资 料. .

UG直接建模

直接建模是采用直观的操作方法改变模型的形状。 直接建模不必要求操作对象是基于特征的，特别适合来自其它CAD系统的零件模型或非参数化特征的物体。 约束面（Constraint Faces） 约束表面允许你在几何模型的表面集上施加三维约束。然后移动表面满足约束，如果可能，而保留原来的拓扑。 这种技术可以用于添加约束到一从另一系统转换的或读入的非参数化的模型。 下列情况可以使用这个特征：定义或改变尺寸，对模型加几何约束，编辑面或重定位特征。

?距离约束（Distance）：约束一个面与一个参考对象的距离。需要的约束面为目标面，参考对象是：基准面/平面/圆柱面/基准轴/棱边/直线或矢量，约束值是介于二者之间的距离值。 ?角度约束(Angle)：约束一个面与一个参考对象之间的角度。需要的目标面为平面或圆柱面，还需要指定一个参考对象，一个点，约束值是角度值。 ?对齐约束（Align）：约束一个面与一个参考对象对齐。需要的目标面为平面或圆柱面，还需要指定一个参考对象。 ?平行约束（Parallel）：约束一个面与一个参考对象平行，并通过一个相关点。需要的面为平面或圆柱面，还需要指定一个参考对象，一个要通过的点。 ?垂直约束（Parallel）：约束一个面与一个参考对象垂直，并通过一个相关点。需要的目标面为平面或圆柱面，还需要指定一个参考对象，一个要通过的点。 ?相切约束(Tangent)：约束一个面与另一个面相切，需要的目标面为平面或圆柱面，还需要指定一个参考对象，一个要通过的点。 选择步骤 选择步骤是根据约束类型以及用户的设计意图来激活的，并不是所有的选择步骤都必须选择。 种子面（Seed Faces）：用户通过选择种子面，由种子面向相邻面扩展形成一个区域（相互邻接的一组面），种子面不能是边界面的一部分，可以选择多个种子面。 边界面（Boundary Faces）：用户选择的一组面，终止种子面的扩展。种子面向邻接面扩展，直到碰到边界面，所有的这些种子面和扩展面形成一个面的区域。边界面可以选择，也可以不选。 非倒圆面(Non-Blend)：如果用户已选择了边界面，当选择非倒圆面时，系统能够识别光滑连接的面是否是倒圆面，并以高亮显示。如果光滑面不是倒圆面，或不需要处理倒圆面，可在此步骤中再次选这些面，从面放弃对这些面的处理。 目标面（Target Face）：指定一个要被约束的面，如果只选择了一个种子面，而以没选择边界面，目标面就与种子面相同。当要移动的面多于一个时，只需要指定一个目标面，然后选择边界面，目标面必须是平面或圆柱面。 约束参考(Constraint Reference)：指定一个对象作为约束参考。 辅助点(Assistant Point)：指定一个参考点作为约束面的通过点。 操作步骤：约束类型——种子面——边界面——非倒圆面——目标面——约束参考——输入一个距离值。 重设面的大小（Resize Face） 允许用户直接改变圆柱、球表面的直径尺寸或圆锥面的半角尺寸，以及重新生成邻接的倒圆面。这种直观的手段可以用来改变孔的直径、圆凸台的直径以及拔锥角的角度。 你可以改变圆柱或球面的直径，或改变锥面的半角。 你可以在一次选择几个表面，并指定它们相同的尺寸。 如图1-3所示。

ug表达式之详细讲解

规律曲线 2008-01-15 12:33:30 作者：来源：互联网浏览次数：0 文字大小：【大】【中】【小】 简介：“规律曲线”选项用于使用规律子函数创建样条。规律样条定义为一组X、Y 及Z 分量。必须指定每个分量的规律。要创建规律曲线：使用规律子函数，为X、Y 及Z 各分量选择并定义一个规律选项。（可... “规律曲线”选项用于使用规律子函数创建样条。规律样条定义为一组X、Y 及Z 分量。必须指定每个分量的规律。 要创建规律曲线： 1.使用规律子函数，为X、Y 及Z 各分量选择并定义一个规律选项。 2.（可选步骤）通过定义一个方位和/或基点，或指定一个参考坐标系来控制方位（样条的方位）。 3.选择“确定”或“应用”来创建曲线。 可以通过“信息”→“对象”来显示规律样条的非参数或特征信息。 X、Y 及Z 分量 规律曲线通过X、Y 及Z 分量的组合来定义一条规律样条。必须指定每个组件的规律类型，可通过规律子函数进行指定。可用的选项有： 恒定 允许您给整个规律函数定义一个常数值。系统会提示您只输入一个规律值（即该常数）。 线性 用于定义一个从起点到终点的线性变化率。 三次 用于定义一个从起点到终点的三次变化率。 沿着样条的值- 线性 使用沿着脊线的两个或多个点来定义线性规律函数。在选择脊线曲线后，可以沿着这条曲线指出多个点。系统会提示您在每个点处输入一个值。 沿着样条的值- 三次的 使用沿着脊线的两个或多个点来定义一个三次规律函数。在选择脊线曲线后，可以沿着该脊线指出多个点。系统会提示您在每个点处输入一个值。 根据等式 使用一个现有表达式及“参数表达式变量”来定义一个规律。 根据规律曲线 允许您选择一条由光顺连接的曲线组成的线串来定义一个规律函数。

应用UG逆向设计

应用UG逆向设计 摘要在高技能人才培养中，用逆向技术，让学员在交互式、三维仿真环境中学习机械专业技术，引导学员对专业进行细致广泛的思考。本文展示UG逆向一般方法，通过逆向设计实例，介绍UG逆向一般步骤。 关键词UG；逆向；仿真 逆向技术（RE）；也称逆向工程、反求工程，是在没有产品图样的情况下，用实物进行测量和工程分析，经CAD/CAM/CAE软件进行数据处理、重构几何模型，并生成数控程序，由机床重新加工复制出产品的过程。它有别于传统的由图样制造产品的正向模式，这项技术一面世，立即受到了人们的重视。技术引进是吸收国外先进技术，促进经济增长的措施，战后日本仿制欧美产品，采取各种手段获取先进的技术，建立了自己的产品创新设计体系，使经济迅速崛起，成为仅次于美的制造大国。据有关统计资料表明，各国70%以上的技术都是来自外国，要掌握这些技术，正常途径是通过逆向工程。因此，任何产品问世，不管是创新、改进还是仿制，都蕴涵着对已有知识、科技的继承、应用和借鉴。 通俗地讲，逆向设计是用现成品，通过测点构线成面造体，在软件中构造三维实体。在UG中逆向设计，是软件的高级应用。对现代技能人才来说，掌握逆向设计技术，能迅速全面地掌握产品结构，把握工艺。在高级技能人才培养中，是机械工程知识的一种交互式学习手段，能引导学员进行细致而广泛的思考。现介绍UG逆向设计应用中的一般方法和原则。 1 测点和调点 测点是在三坐标测量机或激光扫描仪中进行，由软件得到一个IGS的点数文件，在文件下拉菜单中导入到UG中来。 导入的点模型在UG坐标系中摆平放正就是调点，构成基准线面的点要与坐标轴垂直对称，先要把这些点找出来，点摆平放正了，将来构成的基准也就摆平放正了。 2 连线 1）点整理，连线之前先整理好点，包括去误点、明显缺陷点，同方向的点放在同一层。 2）点连线，连成的线的质量要求是光顺而误差小，误差大小受特征复杂程度影响，特征单一，一般能做到误差小，特征复杂，误差大。对误差大的可取密点构成样条减少误差，但可能导致不光顺。 3）曲线调整，因测量有误差及样件表面不光滑等原因，连成样条的曲率半

UG表达式应用说明

64 UG的设计应用 ●表达式左侧必须是一个简单变量，等式右侧是一个数学语句或一条件语句。 ●所有表达式均有一个值（实数或整数），该值被赋给表达式的左侧变量。 ●表达式等式的右侧可认是含有变量、数字、运算符和符号的组合或常数。 ●用于表达式等式右侧中的每一个变量，必须作为一个表达式名字出现在某处。 Length=.5+2*Cos(60) 图2-1 表达式格式 2.1.2 表达式的方法 1．手工创建表达式 ●选择下拉菜单Tool→Expression或按快捷键Ctrl+E ●改变一个已存在的表达式的名字，可选择下拉菜单Tool→Expression，选取已存在的表达式，然后单击Rename。 ●将文本文件中存在的表达式引入到UG中，可选择下拉菜单Tool→Expression→Import。 2. 系统自动建立表达式 当用户作下列操作时，系统自动地建立表达式，其名字用一个小写字母p开始。 ●建立一个特征（Create a Feature）时，系统对特征的每个参数建立一个表达式。 ●建立一个草图（Create a Sketch）时，系统对定义草图基准的XC和YC坐标建立两个表达式。例如：p1_YDATUM_V1=0 ●标注草图尺寸（Dimension a Sketch）后，系统对草图的每一个尺寸都建立一个相应的表达式。 ●定位一个特征或一个草图(Position a feature or sketch)时，系统对每一个定位尺寸都建立一个相应的表达式。 ●生成一个匹配条件(Create a mating)时，系统会自动建立相应的表达式。 表达式可应用于多个方面，它可以用来控制草图和特征尺寸和约束；可用来定义一个常量，如pi=3.1415926；也可被其它表达式调用，如expression1=expression2+expression3，这对于缩短一个很长的数字表达式十分有效，并且能表达它们之间的关系。 2.1.3 为什么使用表达式 表达式是一个功能强大的工具，可以使UG实现参数化设计。运用表达式，可十分简便地对模型进行编辑；同时，通过更改控制某一特定参数的表达式，可以改变一实体模型

ug表达式之详细讲解2 规律曲线

规律曲线 简介：“规律曲线”选项用于使用规律子函数创建样条。规律样条定义为一组X、Y 及Z 分量。必须指定每个分量的规律。要创建规律曲线：使用规律子函数，为X、Y 及Z 各分量选择并定义一个规律选项。（可... “规律曲线”选项用于使用规律子函数创建样条。规律样条定义为一组X、Y 及Z 分量。必须指定每个分量的规律。 要创建规律曲线： 1.使用规律子函数，为X、Y 及Z 各分量选择并定义一个规律选项。 2.（可选步骤）通过定义一个方位和/或基点，或指定一个参考坐标系来控制方位（样条的方 位）。 3.选择“确定”或“应用”来创建曲线。 可以通过“信息”→“对象”来显示规律样条的非参数或特征信息。 X、Y 及Z 分量 规律曲线通过X、Y 及Z 分量的组合来定义一条规律样条。必须指定每个组件的规律类型，可通过规律子函数进行指定。可用的选项有： 恒定 线性 三次 用于定义一个从起点到终点的三次变化率。 沿着样条的值- 线性 使用沿着脊线的两个或多个点来定义线性规律函数。在选择脊线曲线后，可以沿着这条曲线指出多个点。系统会提示您在每个点处输入一个值。 沿着样条的值- 三次的 使用沿着脊线的两个或多个点来定义一个三次规律函数。在选择脊线曲线后，可以沿着该脊线指出多个点。系统会提示您在每个点处输入一个值。 根据等式 使用一个现有表达式及“参数表达式变量”来定义一个规律。 根据规律曲线 允许您选择一条由光顺连接的曲线组成的线串来定义一个规律函数。

对于所有规律样条，必须组合使用规律子函数选项（即，X 分量可能是线性规律，Y 分量可能是等式规律，而Z 分量可能是常数规律）。通过组合不同的选项，可控制每个分量以及样条的数学特征。 既可以定义二维规律样条，也可以定义三维规律样条。例如，二维规律样条要求一个平面具有常数值（即，如果Z 分量由某一常数规律定义为值0，则可在Z=0 的XC-YC 平面上生成一条曲线。同理，如果X 分量由某一常数规律定义为值100，则在X=100 的ZC-YC 平面内生成一条曲线）。 规律样条是根据建模首选项对话框中设置的距离公差和角度公差而近似创建的。 任何大于360 度的规律曲线必须使用螺旋线选项或根据等式规律子函数来构建。 如果使用“编辑”→“变换”→“比例”或“点拟合”来编辑规律样条，将会移除该样条的创建参数。 如下所述，有两种控制规律曲线方向的方法。 定义方向 “定义方向”选项能够通过指定一个局部Z 轴及点（类似于使用坐标系工具中的“Z 轴、X 点”选项）来控制样条的方向。还可以使用“点构造器”选项定义一个基点。 如果没有定义方向，则使用当前的WCS。如果不定义基点，则使用当前的XC=0、YC=0 和ZC=0 作为默认基点。 坐标系 还可以通过指定坐标系（使用三个基准平面或两个基准平面和一根基准轴）来控制样条的方向。这种方式的优点是，如果更改基准平面和/或基准轴（通过更改与它们相关联的几何体），则样条会相应更改。 必须在创建样条之前创建参考坐标系的基准平面和基准轴。 要使用坐标系，应先指定X、Y 和Z 规律，然后在“创建坐标系”对话框中选择“指定坐标系参考”，并执行下列步骤（如下图所示）： 1.选择一个基准平面作为“放置平面”。局部的Z 轴垂直于该平面，并用箭头矢量表示。如果 该矢量指向了错误的方向，则应选择“反向放置法向”。 如果选择了具有基准坐标系的任意平面，则整个“基准坐标系”用于“规律曲线”，且跳过 步骤 2 和步骤3。 2.选择另一个基准平面作为“水平参考”。局部X 轴的指向沿着两平面的交线，并用箭头矢量 指示出来。如果该矢量指向了错误的方向，则应选择“水平参考反向”。

UG软件介绍

第1章UG软件介绍 UG NX是Unigraphics Solutions公司推出的集CAD/CAM/CAE于一体的三维参数化设计软件，在汽车、交通、航空航天、日用消费品、通用机械及电子工业等工程设计领域得到了大规模的应用。UG NX5是NX系列的最新版本，在原有基础上做了大量的改进。 本章要点 UG NX5的功能模块 UG NX5用户界面

1.1 主要功能 UG NX5软件是由多个模块组成的，主要包括CAD、CAM、CAE、注塑模、钣金件、Web、管路应用、质量工程应用、逆向工程等应用模块，其中每个功能模块都以Gateway环境为基础，它们之间既有联系又相互独立。 1.1.1 UG/Gateway UG/Gateway为所有UG NX产品提供了一个一致的、基于Motif的进入捷径，是用户打开NX进入的第一个应用模块。Gateway是执行其他交互应用模块的先决条件，该模块为UG NX5的其他模块运行提供了底层统一的数据库支持和一个图形交互环境。它支持打开已保存的部件文件、建立新的部件文件、绘制工程图以及输入输出不同格式的文件等操作，也提供图层控制、视图定义和屏幕布局、表达式和特征查询、对象信息和分析、显示控制和隐藏/再现对象等操作。 1.1.2 CAD模块 1．实体建模 实体建模是集成了基于约束的特征建模和显性几何建模两种方法，提供符合建模的方案，使用户能够方便地建立二维和三维线框模型、扫描和旋转实体、布尔运算及其表达式。实体建模是特征建模和自由形状建模的必要基础。 2．特征建模 UG特征建模模块提供了对建立和编辑标准设计特征的支持，常用的特征建模方法包括圆柱、圆锥、球、圆台、凸垫及孔、键槽、腔体、倒圆角、倒角等。为了基于尺寸和位置的尺寸驱动编辑、参数化定义特征，特征可以相对于任何其他特征或对象定位，也可以被引用复制，以建立特征的相关集。 3．自由形状建模 UG自由形状建模拥有设计高级的自由形状外形、支持复杂曲面和实体模型的创建。它是实体建模和曲面建模技术功能的合并，包括沿曲线的扫描，用一般二次曲线创建二次曲面体，在两个或更多的实体间用桥接的方法建立光滑曲面。还可以采用逆向工程，通过曲线/点网格定义曲面，通过点拟合建立模型。还可以通过修改曲线参数，或通过引入数学方程控制、编辑模型。 4．工程制图

UG最全方程式曲线及详细表达式

UG方程式曲线及表达式 作者：登科设计 在UG中利用【规律曲线】|【根据方程】绘制各种方程曲线： 1、极坐标（或柱坐标r,θ,z）与直角坐标系(x,y,z)的转换关系： x=r*cos(θ)；y=r*sin(θ)；z=z 2、球坐标系(r,θ,φ)与直角坐标系(x,y,z)的转换关系： x=rsinθcosφ；y=rsinθsinφ；z=rcosθ 在UG表达式中输入的theta=θ；phi=φ；r=rho 【注：所有UG表达式中，必须先在名称栏输入t，公式栏输入0，类型为恒定的，即无单位。t是UG自带的系统变量，其取值为0~1之间的连续数】 1.直线 直线的数学方程为y-y0=tan(θ)*(x-x0)，若直线经过点（10,20），倾角θ为30°，长度L为40，即UG表达式为： theta=30 L=40 xt=10+L*cos(theta)*t yt=20+L*sin(theta)*t zt=0 效果如图1 图1 图2 2.圆和圆弧 圆的数学方程为(x-x0)^2+(y-y0)^2=r^2，若圆心坐标为（50,40），半径r为30，即UG 表达式为： r=30 theta=t*360 xt=50+r*cos(theta)

yt=40+r*sin(theta) zt=0 效果如图2 3.椭圆和椭圆弧 椭圆的数学方程为(x-x0)^2/a^2+(y-y0)^2/b^2=1，若椭圆中心坐标为（50,40），长半轴a为30（在X轴上），短半轴b为20，即UG表达式为： a=30 b=20 theta=t*360 xt=50+a*cos(theta) yt=40+b*sin(theta) zt=0 效果如图3 图3 图4 4.双曲线 双曲线的数学方程为x2/a2-y2/b2=1，若中心坐标为（0,0），实长半轴a为4（在x轴上），虚半轴b为3，y的取值范围为-5~+5内的一段，即UG表达式为： a=4 b=3 yt=10*t-5 xt=a/b*sqrt(b^2+yt^2)或xt=-a/b*sqrt(b^2+yt^2) zt=0 做出一半后进行镜像复制，效果如图4 5.抛物线 抛物线I的数学方程为y2=2px，若抛物线的顶点为（30,20）焦点到准线的距离p=8，y的取值范围为-25~+25，即UG表达式为： p=8 yt=50*t-25+20 xt=(yt-20)^2/(2*p)+30

基于UG的逆向工程的曲面重建

基于UG的逆向工程的曲面重建 邓龙军 长安大学汽车学院车辆工程系，西安（710054） E-mail：sdlgdlj@https://www.wendangku.net/doc/f91385832.html, 摘 要：本文介绍了逆向工程技术的定义及其发展状况，系统的分析、阐述了逆向工程的工作流程，其流程分为数据采集、数据处理和曲面重构三个过程；并以斯太尔重型货车中桥主减速器壳体为例，用A TOS非接触式光学测量系统获取三维点云数据，在Imageware软件中对点云进行数据处理，最后通过UG进行曲面重构并生成了驱动桥主减速器壳体模型；说明了逆向工程在现代设计过程中的应用。 关键词：逆向工程；数据采集；点云；曲面重构 1. 引言 传统的产品实现是在没有任何现成产品的情况下，从概念设计到工程图纸，再根据图纸制造出产品的过程，也称正向工程。逆向工程（Reverse Engineering, RE）也称反求工程，是在没有产品设计图纸或图纸不完整但有现成产品的情况下，对产品实物进行测量和分析，获取点云数据，然后进行数据处理、重构几何模型、并生成数控程序，由数控机床重新加工复制出产品的过程[1]。与传统方法相比，逆向工程具有缩短产品开发周期、提高产品开发效率从而降低产品成本的优势，作为一门比较新的技术，已经逐渐被国内外各工业领域所接受和推广。现已被广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械、冲压模具、注塑模具、消费电子等领域[2]。 2. 逆向工程的工作流程 逆向工程作为将现有产品或实物模型转化为工程设计模型和概念模型并在此基础上对产品进行解剖、深化和再造的过程，一般包括数据采集、数据处理和曲面重构及建模。其工作流程如图1所示[3,4]。 图1.逆向工程总体流程图 3. 点云数据采集 因为使用较高精度的大量点云能实现更精确的形状描述和最后的曲面拟合，所以对汽车覆盖件、主减速器壳等复杂结构进行逆向工程，采集点云数据时常采用较高精度的大量点云的采集方法，而抛弃传统的采集数据的思想 [5]。 按照测头结构原理可将其分为接触式和非接触式两种。其中接触式测头又可分为硬测头和软测头两种。接触式比较常用的有三坐标测量机（CMM），但由于与被测物体接触将产生