学位论文-—逆向工程.doc

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1、毕业设计说明书课题名称系（部）数控工程系专业数控技术34摘要本文研究了逆向工程的关键技术，并应用于复杂曲面的模型重建。逆向工程的关键技术包括：数据获取、数据处理和模型重建。通过对数据处理方法进行研究，得到数据处理的一般流程。根据复杂曲面的特点，采用逆向工程方法完成模型重建工作。采用北京三维天下激光扫描仪高效率、高精度地完成复杂曲面的数据获取工作。应用GeomagicStudio12软件完成曲面的数据处理工作，获得完整、准确的数据以方便后续模型重建工作的进行。运用UG软件中小平面特征和重新造型的方法，重复利用软件优势，完成曲面模型的重构工作。研

2、究表明，采用逆向工程的方法完成曲面模型，可以获得较高的模型质量，提高效率，是一种行之有效的方法，具有重要的实际意义和较高的应用价值。关键词：三维扫描；电云处理；逆向建模；34目录第一章绪论41.1引言41.2课题提出的背景及意义41.3研究内容7第二章逆向工程软硬件设备72.1扫描设备72.2点云数据处理软件82.3曲面处理软件82.4实体建模软件102.5实体三维数据的扫描122.6点云处理132.7实体建模142.8后续加工处理15第三章建立风扇叶片数模的具体步骤173.1风扇叶片逆向开发的流程173.2模型分析173.3扫描173.4标

3、定摄像头183.5扫描操作233.6点云数据处理23结论27参考文献32致谢3334第一章绪论1.1引言反求工程ReverseEngineering是根据现有的实物模型的测量数据演绎出的设计概念和CAD模型，其目的就是消化吸收改进国内外先进技术，快速赶上或超过市级先进生产技术水平、赢得市场竞争。作为近年来迅速发展的快速设计制造的重要分支，可大大缩短产品制造周期，因而在制造领域得到了广泛的应用。1.2课题提出的背景及意义1．2．1逆向工程在国内外研究状况美国在其国内建立了集测量、设计、快速成型、数控加工于一体的逆向工程中心，在德国、英国、法国、

4、日本、韩国、台湾等许多国家和地区已有商品化的逆向工程设备和系统软件相继投入使用，有效地提高了企业的竞争力，促进了生产的发展，反求工程在国外已取得了长足的进步。中国是制造大国，制造业在世界上排第四，但我们的制造水平还比较落后，大多数产品都还用提供的技术。随着我国工业的不断进步中，吸收国外先进产品技术并进行改进是重要的产品设计手段。逆向工程技术为产品的引进设计提供了方便的工具，在已有产品基础上设计新产品，缩短开发周期，可以使企业适应小批量的生产要求，从而使企业在激烈的市场竞争中处于有力的地位。在国内反求工程还处于一个初级阶段。在我国东西部的逆向工

5、程的水平不一样，在东部沿海大多数设计开始使用逆向设计而西部基本还处于原始的正向设计阶段，因此中国的反求水平还是一个落后的阶段，逆向设计还有很大的发展空间。1.2.2逆向工程的原理及特点逆向工程的原理是一个“从有到无”34的过程，根据已经存在的产品模型，通过各种测量手段及三维几何建模方法，将原有实物转化为计算机上的三维数字模型，反向推出产品的设计数据过程。逆向工程是由高速三维激光扫描仪对已有的样品或模型进行准确、高速的扫描，的到其三维数据轮廓数据，配合逆向软件进行曲面重构，并对重构的曲面进行在线精度分析、评价构造效果，最终生成IGES或STL数

6、据，据此就能进行快速成型或CNC数控加工。在瞬息万变的产品市场中，能否快速地生产出合乎市场要求的产品就成为企业成败的关键。由于各种原因我们都会遇到只有一个实物样品或手工模型，没有图纸或CAD数据档案，没法得到准确的尺寸，这就为我们在后续的工作中采用先进的设计手段和先进的制造技术带来了很大的障碍，制造模具也就更为繁杂。但是逆向工程技术很好的解决了这一问题。传统的复制方法时间长而效果不佳，已渐渐为新型的数字化的逆向工程系统所取代。逆向工程系统就专门为制造业提供了一个全新、高效的三维制造路线。并给出了一体化的解决方案：从样品→数据→产品。从样品直接

7、反求出CAD数据，然后用快速成型或CNC数控直接加工出产品，因此逆向工程具有快速，高效等特点。1.2.3逆向工程的流程及应用领域逆向工程的流程有以下几步组成，逆向工程已成为联系新产品开发过程中各种先进技术的纽带，并成为消化、吸收先进技术。实现新产品快速开发的重要技术手段。其主要应用领域如下：341、对产品外形美学有特别要求的领域，由于设计师习惯于依赖3D实物模型对产品设计进行评估，因此产品几何外形通常不是应用CAD软件直接设计的，而是首先制作全尺寸的木质或粘土模型或比例模型，然后利用逆向工程技术重建产品数字化模型。2、当设计需要实验才能定型的

8、工件模型时，通常采用逆向工程的方法。例如航天航空、汽车等领域，为了满足产品对空气动力学等的要求，需进行风洞等实验建立符合要求的产品模型。此类产品通常是由复杂的自由曲