连杆三维数字化检测与逆向造型设计

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1、┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊长春大学毕业设计（论文）纸目录第1章绪论11.1逆向工程简介11.2逆向工程的国内外研究现状31.3课题研究的意义和内容5第2章数据获取62.1接触式测量方法及其优缺点72.2非接触式测量方法及其优缺点82.3连杆的数据获取9第3章软件的学习与应用113.1CAD技术的发展阶段113.1.1线框造型阶段113.1.2曲面造型阶段113.1.3实体造型阶段123.1.4参数化造型阶段123.1.5变量化造型阶段133.2CATIA软件简介143.3CAD模型数学机理简介153.3.1曲

2、线连续性153.3.2曲线的阶次163.3.3曲面的几何组成163.3.4曲面模型的评价指标173.3.5逆向工程中曲面设计的要点183.4GeomagicQualify软件介绍193.5GeomagicStudio软件介绍及应用20第4章连杆逆向造型过程314.1输入连杆的点云314.2编辑点云324.2.1点云过滤324.2.2点云铺面334.3连杆的曲面重构364.4本章小结50共II页第II页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊长春大学毕业设计（论文）纸第5章连杆三维数字化检测515.1连杆数学模型与点云的检测

3、515.2连杆逆向后实体模型与点云的检测595.3修改连杆实体模型并进行检测675.4连杆实体模型修改前与修改后部分图片对比73结论75致谢76参考文献77附录78附录一78附录二89共II页第II页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊长春大学毕业设计（论文）纸第1章绪论1.1逆向工程简介当今工业中的许多领域，都需要已存在物体的计算机稽核模型，但往往又得不到现成的这类几何模型的原始数据，这就需要实际形体来生成计算机几何模型，逆向工程因此应运而生。逆向工程即RE(ReverseEngineering)，也称反求工程或反向

4、工程。它是以设计方法学为指导，以现代设计理论、方法技术为基础，运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对已有的产品实物、样件、软件(包括样图、程序、技术文件等)或影像(图像、照片等)进行解剖、深化和再创造，是已有设计的再设计。它源于精密测量和质量检验，是设计下游向设计上游反馈信息的回路。传统的设计过程是首先要根据市场需求，由设计师基于产品或构件的功能和外形才CAD软件系统中构造几何模型，然后通过数控加工生成产品。我们称之为正向工程(或者顺向工程)。概括地说正向设计是由未知到已知，由想象到现实的过程，其示意图如图1-1.图1-1正向工程流程图而逆向工程的

5、设计过程则是从已有产品出发，回溯去寻求产品的科学性、技术性、先进性、经济型、合理性等等，在对其消化和吸收的基础上对产品进行分析、再创造、其设计过程示意图如图1-2所示。图1-2逆向过程设计流程图共99页第99页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊长春大学毕业设计（论文）纸逆向工程最初起源于航空航天和汽车工业。因为这两个领域对空气动力学性能要求很高，在产品开发的初级阶段就要认真考虑空气动力性能。常规的设计流程是首先经过概念设计出结构，由设计师制作出油泥模型，然后将模型送到风洞实验室去测试空气动力学性能，再很据试验结果对模

6、型进行修改，经过反复修改直到获得满意结果为止。最终由逆向工程将这些实物模型转化为数字化几何模型，进而进行加工制造。随着技术更新换代速率的加快和消费水准的不断提高，很多其它行业也纷纷采用逆向工程技术进行产品设计。要在较短的周期循环中完成多样性、独特性和具有高竞争力的产品，必须尽快加速制造业的基础—模具业的发展。过去，模具工厂是依靠技术工人手工制作复杂表面，后来发展了通过仿形机直接进行样件仿形的铣削加工方法。但是这些传统的模具制造工艺的效率和精度都无法满足生产要求，严重制约了模具设计加工的发展。而逆向工程技术则为快速设计和制造提供了很好的技术支持，能大大提高模具设

7、计制造的精度和效率。综上所述，逆向工程应用非常广泛。在航空航天、汽车、模具制造业、工业设计、医学等领域都有重要的应用价值。总结起来，主要包括以下情形：(1)在对产品外形的美学有特别要求的领域，如何根据造型师制作出来的模型，快速建立三维CAD模型，就必须引入逆向工程技术。(2)当设计需要试验测试才能定性的工件模型时，首先要求在实体模型、缩小模型的基础上经过各种性能测试（风洞试验等）建立符合要求的产品模型。此类产品通常是有复杂的自由曲面拼接而成的，最终确认的试验模型必须借助逆向工程，转换为产品的三维CAD模型及模具。(3)在没有设计图纸或者设计图纸不完整的情况下，

8、在对零件原型进行测量的基础上，形成零件