（建筑工程管理）三维测量
与逆向工程实训报告
三维测量和逆向工程实训方案
题目：洗衣液瓶子逆向造型设计
系别： 机电工程系
专业： 机械设计制造及其自动化
学生姓名：
学号：
指导教师：
职称：
题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发 11
2011年 11月 10日
摘要
大学四年即将结束，实训正是检验我们四年学习成绩的时刻。这次的逆向设计产
品为洗衣液的瓶子，首先通过关节臂激光扫描仪对产品实物进行外形扫描，扫描
得到点云后进行初步的稀释处理后以Imageware格式转到软件内，
于 软件内调整工件坐标系和 X、Y、Z三个方向进行点云的分割，
调整好后再以 JT格式可见形式转到 软件内进行产品的外形设计，通过
运用直线、圆弧、曲面、编辑曲线、特征、曲面自由形状等关联命令对点云进行
从点到线于到面的造型设计，整个设计流程遵循所建构的曲面于保证光顺平滑的
前提下尽量过点，保证面和面之间的连续性关系和实物尽可能壹致，于生成实体
后对存于尖锐的棱边进行圆角处理，且特别着重产品的细节部分的造型，使得所
设计成型后的产品和扫描前的实物吻合度大大提高！！
关键词：逆向造型设计;关节臂激光扫描仪；；；
1、点云处理
调坐标
（1）打开 软件进将文件导入，将鼠标移到产品点云上单击右键
且点击【圈选点】按钮，然后弹出【圈选点】工具条对没用的点云进行删除，将
鼠标重新移到产品点云上单击右键且单击【点显示】按钮，弹出【点显示】工具
条对点云进行稀释，如下图 1-1所示。
图 1-1
（2）将鼠标重新移到产品点云上单击右键且单击【交互模式点云截面】按钮，
弹出【交互模式点云截面】工具条对点云进行截取截面，然后再单击【隐藏实面】
按钮将点云下半部分隐藏，然后于将鼠标移动到剩余点云上单击右键且单击【交
互模式点云截面】按钮，如下图 1-2所示。
图 1-2
（3）将鼠标移动到上步截取的点云上右键且单击【点云三角形网格化】按钮，
如下图 1-3所示。
图 1-3
（4）按快捷键 CTRL+S将所有点云显示出来，然后于修改工具栏中单击【合且-
点云】按钮，将上下俩部份点云合且，如下图 1-4所示。
图 1-4
（5）将鼠标移动到上步合且的点云上右键且单击【点云三角形网格化】按钮，
如下图 1-5所示。
图 1-5
（6）单击【图层管理器】按钮将工作坐标系显示出来，然后于创建工具条中单
击【平面-中心/法向】按钮创建如下图 1-6所示。
图 1-6
（6）于修改工具条中单击【定位-最佳拟合】按钮，将移动对象和来源对象选为
第（3）步截取的平面，目的对象则为上步所创建的平面，如下图 1-7所示。
图 1-7
（7）于修改工具条中单击【定位-坐标系重新建对齐】按钮，如下图 1-8所示。
图 1-8
（8）按 F1将试图摆正，然后单击创建工具条中的【结构线-无限直线】按钮创
建水平和垂直的直线，于单击修改工具条中【对象位置-旋转】和【对象位置-
移动】按钮将点云转动到最合适位置，如下图 1-9所示。
图 1-9
（9）于创建工具条中单击【3D曲线-3D】按钮，绘制产品点云左方部分的边缘直
线，绘制好后右键单击【编辑曲线】对所绘曲线进行编辑，编辑好后将鼠标移动
到点云外右键且单击【镜像显示】按钮，将曲线镜像到右边点云，然后再对点云
进行【旋转】和【移动】，将点云调至最佳位置，如下图 1-10所示。
图 1-10
（10）于修改工具条中单击【对象位置-镜像】按钮，将点云以 X轴为对称轴进
行镜像，查见俩个点云贴合效果，效果显示贴合度良好，如图 1-11所示。
图 1-11
截分点云
（1）将鼠标移动到点云上右键且点击【点显示】按钮，将点云以点的形式显示，
然后于点云上右键且【平行点云截面】按钮，对点云进行 X、Y、Z方向截取，如
下图 1-12所示。
图 1-12
（2）将鼠标移动到点云上右键然后点击【交互模式点云截面】按钮，对瓶子的
把手部分进行细节划分，如下图 1-13。
图 1-13
（3）将鼠标移动到点云上右键然后点击【交互模式点云截面】按钮，对点云进
行 X 方向坐标原点处截取壹个截面，方便于后续曲面造型，如下图 1-14所示。
点击文件工具条中的【另存为】按钮，以 JT格式可见形式保存文件。
图 1-14
2、曲面造型
（1）打开 程序找到上步保存的 JT格式文件打开，于文件工具条中点击
【保存】将文件以 PRT格式保存，于格式工具条中点击【移动至图层】按钮对不
同颜色的点依次分层，如下图 2-1所示。
图 2-1
（2）于格式工具条中单击【图层设置】按钮设置只显示灰色图层的点，然后按 F8
将视图摆正。于曲线工具条中点击【样条】按钮绘制产品外轮廓线，然后于插入
工具条中单击【设计特征-拉伸】按钮拉伸如下图 2-2所示曲面，便于后续参考
使用。
图 2-2
（3）于格式工具条中单击【图层设置】按钮设置显示绿色图层的点，然后按 F8
将视图摆正。于曲线工具条中点击【基本曲线】按钮绘制出瓶盖上的俩个圆，于
单击【拉伸】按钮拉伸出曲面，然后单击【拆分体】按钮将所拉伸的曲面沿 XC-YC
平面拆分，于点击【移动至图层】按钮将没用曲面移动到 256层。如下图 2-3所
示。
图 2-3
（4）于格式工具条中单击【图层设置】按钮设置显示所有的点，单击【基本曲
线】按钮绘制出瓶盖顶部的部分曲线，然后单击【扫掠】按钮根据绘制的曲线扫
列出曲面，然后单击【修剪的片体】按钮将扫掠的曲面和上面（3）所做曲面进
行修剪，最后单击【面倒圆】按钮对曲面进行边倒圆，如下图 2-4所示。
图 2-4
（5）于分析工具条中单击【测量距离】按钮测量出瓶盖第壹个外圆所到下个外
圆转角处的距离，然后单击【于面上偏置曲线】按钮将第壹个外圆于所于面上偏
置测量的距离，最后单击【修剪的片体】按钮根据所偏置曲线为边线对所于曲面
进行修剪，第二个外圆的步骤同上，结果如下图 2-5所示。
图 2-5
（6）单击【移动到图层】按钮将上面所画曲线移动到 256层。单击【样条】按
钮根据上步修剪的曲面俩旁的点绘制出曲线，于单击【通过曲线网格】按钮绘制
出如下图 2-6所示曲面。
图 2-6
（7）单击【移动到图层】按钮将上面所画曲线移动到 256层。单击【图层设置】
显示所有的点，单击【基本曲线】按钮根据通过瓶盖第二个圆所于面的点绘制出
辅助曲线，于通过单击【样条】按钮绘制出通过各点的曲线，然后单击【修剪的
片体】按钮根据曲线对所于面进行修剪，如下图 2-7所示。
图 2-7
（8）单击【移动到图层】按钮将上面所画曲线移动到 256层。于曲线工具条中
单击【平面】按钮创建关联的辅助平面，然后单击【截面】按钮根据所建平面对
第（2）步所建曲面创建截面曲线，于点击【样条】按钮根据点和所截曲线绘制
出曲线，如下图 2-8所示。
图 2-8
（9）单击【平面】按钮根据三点依次创建平面，单击【截面】按钮将上步所画
线跟瓶盖第二个圆所于平面截出点和曲线，然后点击【样条】按钮根据截出的点
和曲线以及同个方向上的点绘制出样条曲线，瓶盖转角部分另加控制线方法同上，
最后单击【通过曲线网格】按钮根据所画曲线和第（8）步所画曲线创建曲面，
如下图 2-9所示.
图 2-9
（10）单击【移动到图层】按钮将上面所画曲线和平面移动到 256层。于单击【平
面】按钮根据同壹方向上的三个点依次创建 Y轴方向上的平面，然后单击【截面】
按钮截取第（2）所建曲面上的截面曲线，且通过点击【样条】按钮创建样条曲
线，如下图 2-10所示。
图 2-10
（11）单击【平面】按钮根据同壹方向上的三个点依次创建 X轴方向上的平面，
然后单击【截面】按钮截取出第（2）所建曲面上的截面曲线和上壹步所建曲线
上的点，单击【样条】按钮根据所截取的曲线和点绘制出样条曲线，最后单击【通
过曲线网格】按钮根据所画曲线和上步所画样条曲线创建出网格曲线，如下图
2-11所示。
图 2-11
（12）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到 256层。单
击【平面】按钮根据同壹方向上的三个点依次创建 X轴方向上的平面,然后单击【截
面】按钮截取出第（2）所建曲面上的截面曲线和上壹步所建曲面上的截面曲线，
于根据同壹方向上的点绘制出样条曲线，如下图 2-12所示。
图 2-12
（13）单击【通过曲线网格】按钮根据上步所画曲线和现有曲面的边缘曲线创建
出网格曲线，如下图 2-13所示。
图 2-13
（14）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到 256层。单
击【曲面上的曲线】按钮画出上步所建曲面上的曲线，然后单击【修剪的片体】
按钮按所画曲线为边界对曲面进行修剪，按上面创建样条曲线的步骤创建构建网
格曲面的曲线，然后单击【通过曲线网格】按钮创建出如下图 2-14所示的曲面。
图 2-14
（15）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到 256层。于
产品另壹侧的曲面网格创建步骤跟（14）步壹样，其结果如下图 2-15所示。
图 2-15
（16）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到 256层。单
击【图层设置】按钮只显示红色的点，然后点击【图层设置】按钮根据把手部分
的点绘制出样条曲线，于单击【拉伸】按钮沿 Z轴方向拉伸出曲面，于单击
【拆分体】按钮将所拉伸的曲面于 XOY平面进行拆分，如下图 2-16所示。
图 2-16
（17）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到 256层。于
单击【平面】按钮分别根据灰色和绿色的点创建平面，然后单击【截面】按钮利
用所建平面截取出上步和第（2）步所建曲面上的曲线，于单击【样条】按钮以
所截取的曲线为起点根据所于方向上的点创建样条曲线，如下图 2-17所示。
图 2-17
（18）单击【通过曲线网格】按钮根据上步所绘制的曲线创建曲面网格，注意各
曲面的相切关系，如下图 2-18所示。
图 2-18
（19）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到 256层。单
击【图层设置】按钮显示红色和绿色的点，然后点击【平面】按钮根据同壹方向
上的三点创建平面，于点击【截面】按钮截取出面上的曲线和曲线上的点，最后
点击【样条】按钮根据所截取的线和点绘制样条曲线，如下图 2-19。
图 2-19
（20）单击【通过曲线网格】按钮根据上步所绘制的曲线和边缘曲线创建网格曲
面，如下图 2-20所示。
图 2-20
（21）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到 256层。
单击【曲面上的曲线】按钮绘制出辅助曲线，然后单击【修剪的片体】按钮根据
绘制的曲线修剪出需要的片体，于根据上步所绘制辅助曲线的步骤绘制出样条曲
线，最后单击【通过曲线网格】按钮根据所绘制的曲线和边缘曲线创建出网格曲
面，如下图 2-21所示。
图 2-21
（22）单击【曲面上的曲线】按钮于产品把手部分的面上绘制出曲线，于单击
【修剪的片体】按钮对曲面进行修剪，然后再单击【通过曲线网格】根据修剪后
的曲面边界创建出网格曲面，如下图 2-22所示。
图 2-22
（23）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到 256层。然
后单击【平面】按钮根据所要创建的曲线所于方向上的点创建平面，于单击【截
面】按钮截取出面上的曲线和曲线上的点，单击【样条】按钮根据曲线和点绘制
出样条曲线，于点击【通过曲线网格】按钮根据所绘制的曲线和边缘曲线创建出
曲线网格，如下图 2-23所示。
图 2-23
（24）和上步同样的步骤绘制出样条曲线，然后于单击【曲面上的曲线】按钮根
据绘制的曲线和曲面的边缘曲线创建出网格曲面，如下图 2-24所示。
图 2-24
（25）单击【修剪的片体】按钮根据截面曲线对产品把手上部分进行修剪；于单
击【曲面上的曲线】按钮绘制出产品的上部分面上的曲线，然后壹样根据曲线对
面进行修剪，为便于下步网格曲面的创建。如图 2-25所示。
图 2-25
（26）单击【图层设置】按钮将蓝色和红色的点显示出来，然后单击【平面】按
钮根据同壹方向上的三点依次创建平面，于单击【截面】按钮根据创建的平面截
取出截面曲线，单击【样条】根据曲线和点绘制出样条曲线，特别要注意的是有
斜坡的部分，要通过【基本曲线】和【样条】命令绘制曲线然后对俩曲线进行【桥
接】，结果如图 2-26所示。
图 2-26
（27）单击【通过曲线网格】按钮根据上步所绘制的曲线创建出网格曲面，根据
面和面之间的关系进行相切处理，如下图 2-27所示。
图 2-27
（28）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到 256层。于
单击【曲面上的曲线】按钮于上面创建的曲面上绘制曲线，然后单击【修剪的片
体】对曲面进行修剪，单击【基本曲线】按钮绘制辅助曲线，然后对曲线进行拉
伸，单击【求交】按钮求出拉伸出的曲面跟其相交的曲面的相交线，最后单击【样
条】绘制出样条曲线。如下图 2-28所示。
图 2-28
（29）单击【通过曲线网格】按钮根据上步所绘制的曲线创建出网格曲面，且且
对相邻的曲面进行相切处理，如下图 2-29所示。
图 2-29
（30）单击【移动到图层】按钮将上面所画没用的曲线、平面移动到 256层。单
击【变换】按钮将所画壹半产品全部选中通过 XOY平面镜像，然后单击【缝合】
命令对产品进行缝合，如下图 2-30所示。
图 2-30
（31）单击【抽壳】按钮对产品进行抽壳，设置产品厚度为 。如下图 2-31
所示；
图 2-31
3、产品最终成型效果
4、总结
这次实训终于结束了，我们获益颇深。经过壹个多星期的努力，作品终于完
成了。从最初的拿实物去扫描点云，到后面的 UG曲面成形。我们遇到了很多困
难，可是于同学们的努力帮助下，我均壹壹解决了。于完成实训的过程中我们通
过查阅关联资料、参考关联视频，使得我们对关联方面知识的掌握和对我们的软
件运用能力的提高有了很大的帮助，和此同时于我们讨论的过程中培养了我们和
人沟通交流的能力。
壹分耕耘壹分收获，我们的努力最终得到了自己满意的作品。尽管再苦再累，
我们于见到自己作品完成的那壹刻，觉得付出均是值得的。这次实训，是对以前
学习的壹次总结，同时也为将来的步入社会打下坚定基础。我相信，通过这次实
训，同学们壹定已经更够更好的掌握三维逆向造型，加深了对这些软件的应用，
这次实训的收获，必将受用终身。
5、参考文献
1.单岩、谢斌飞编.Imageware逆向造型技术基础(CAD/CAM/CAE实用技术).清华
大学出版社，
2.陈雪芳、孙春华编著.高等职业教育机电类规划课件•逆向工程和快速成型技
术应用.机械工业出版社，
3.黄诚驹著.逆向工程综合技能实训教程.高等教育出版社，
4.袁锋编著.UG逆向反求工程案例导航视频教程.机械工业出版社，
5.王咏梅编著。 工业造型曲面设计案例解析.：清华大学出版社，2010
6.张晋西、郭学琴、张甲瑞编著.逆向工程基础及应用实例教程.清华大学出版社，
