逆向工程介绍课件.ppt

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1、逆向工程介绍逆向工程的定义逆向工程顾名思义，就是反其道而行，针对一现有的样品,利用3Ｄ数字化测量仪器准确、快速地将其轮廓坐标量得,并进行三维ＣＡＤ曲面重构,编辑修改后,传至一般的ＣＡＤ/ＣＡＭ系统,再由ＣＡＭ产生刀具的ＮＣ加工路径送至ＣＮＣ加工设备制作所需的模具,或者送到快速成型机(ＲＰ)将样品制作出来。应用范围逆向工程应用领域相当广泛，有模具制造业、玩具业、游戏业、电子业、鞋业、高尔夫球业、艺术业、医学工程及产品造型设计等方面。整车保险杠车门引擎盖汽车座椅汽车工业3C产品CPU风扇手机掌上电脑键盘运动用品、鞋类运动头盔高尔夫球头楦头鞋底

2、医学HandHand-boneHeadTeeth逆向工程常用软件美国Imageware公司产品Surfacer7.1、英国DelCAM公司产品CopyCAD、英国MDTV公司的STRIMand Surface     Reconstruction、英国Renishaw公司的TRACE，在一些流行的CAD/CAM集成系统中也开始集成了类似模块，如Unigrahics中的PointCloud功能、Pro/Engineering中的Pro/SCAN功能、Cimatron90中的Reverse Engineering功能模块等。在我国，有关反求工

3、程的研究与开发工作也在不少单位内展开，如浙江大学、华中理工大学、西安交通大学、西北工业大学等，并取得一定的成果，如浙江大学推出了Re-Soft软件系统。RE-Soft软件特点浙江大学的RE-Soft系统采用三角Bezier曲面模型，它首先建立数字化点的三角形网格，接着在三角形网格的网孔内蒙上三角Bezier曲面。具体过程是：首先对数字化点建立一个三角形网格模型，利用这一模型对曲面的特征（如尖边、过渡等）进行辨识，然后利用辨识结果和用户给定的误差对三角形网格进行必要的简化和调整，使得网格表示的曲面模型与实物一致，最后在三角网格的网孔内构造三

4、角Bezier曲面的曲面片。各个相邻曲面间实现GC1连续。其优点在于三角形曲面在表现形状方面最为灵活，它能适应各种复杂的的形状，因而，Re-Soft在保形性方面明显强于国外的产品。另外，由于不需要过多交互以构造曲线，所以Re-Soft操作简单。但由于采用三角Beier曲面模型，所以它与其它CAD/CAM的通信就不太方便。为了解决这一问题，在Re-Soft中集成了一个NURBS曲面转换模块，同时还集成了基于三角Bezier曲面模型的曲面加工模块。测量设备量测设备是以三坐标测量系统为主。基本上以接触式〈探针式〉和非接触式（镭射扫瞄、照相、X光

5、等式）两大类。在早期是以探针式为主，虽然价格较便宜，但速度较慢，而且以探针与物体接处会有盲点并且使软件物体容易变形，影响量测精度，但以一般除以上缺点，它可以具有很高量测精度，适合做相对尺寸的量测与品质管制；镭射扫瞄式快、精确度适当，并且可以扫瞄立体的物品获得大量点资料，以利曲面重建，量测完后在计算机读出数据，通常这部份称为逆向工程前处理。目前,国外的许多反求产品已进入我国市场。如英国3Ｄ-Ｓｃａｎｎｅｒ公司ＲＥＰＬＩＣＡ激光快速扫描测量仪、美国“ＬａｓｅｒＤｅｓｉｇｎ”Ｓｕｒｖｅｙｏｒ1200立体激光扫描系统、德国ＧＯＭ公司的ＡＴＯＳ测量

6、仪等。这些测量设备功能较完善,但价格相当昂贵。我国华中科技大学、天津大学、西安交通大学、清华大学等众多高校近年来也加强了对反求工程测量设备的研发,现已实现产品化,并广泛应用于机械、汽车、家用电器、医疗、轻工等行业中。由于国产设备价格远远低于国外,且功能不断增强,因此有较大的发展潜力与竞争力。激光线扫描过程及其三角测量原理激光线扫描法的基本过程为:线激光发生器发出线激光对被扫描实体进行扫描,ＣＣＤ摄像头采集被测实体表面漫反射图像后将其送入计算机,反求设备图像处理软件对输入的图像进行二值化、细化等处理,然后利用三角测量原理计算Ｚ坐标值并结合Ｘ

7、、Ｙ坐标值(Ｘ、Ｙ坐标由运动系统提供),生成以一定数据格式存放的密集的数据云,三维ＣＡＤ重构软件利用此数据云对三维实体图形进行重构。最终生成的图形以ＳＴＬ格式进行存储,以便快速成型机对被测实体进行加工。三角测量法硬件由线激光发生器、ＣＣＤ摄像头、图像采集卡、相应的连接线与电源以及微型计算机组成。如果采用两个参数完全相同的ＣＣＤ摄像头对称放置,可以减少测量盲区,提高测量精度。三角测量法利用基准面、像点、物距、像距等之间的关系计算物体的Ｚ坐标值(如图所示)。激光线扫描原理图图中,ｉ—入射光,Ｌ—透镜,Ｎ—成像屏,ｕ—透镜Ｌ的物距,ｖ—透镜Ｌ的

8、像距,Ｏ—Ｌ光轴与入射光线ｉ的交点,Ａ—物面上的光点,Ａ’,Ｏ’分别是Ａ、Ｏ的像点,ｈ—物面上光点相对于基准面的Ｍ高度,α—入射光线与光轴的夹角,Ｍ’—目标平面,Ｍ—参考平面。根据透镜成像原理