逆向工程技术及其应用

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1、逆向工程技术及其应用开始什么是逆向工程一、逆向工程技术1、2、3、4、逆向工程流程逆向工程软件介绍逆向工程实例逆向工程定义正向工程是泛指按常规的从概念(草图)设计到具体模型设计再到成品的生产制造过程。正向工程与逆向工程的本质区别在于设计是从哪里开始的。概念设计详细设计CAD数模模具成品数据获取CAD数模模具成品a)正向工程b)逆向工程实物样件逆向工程定义逆向工程(ReverseEngineering,RE)也称反求工程，是相对于传统的产品设计流程即所谓的正向工程(ForwardEngineering,FE)而提出

2、的。逆向工程常指从现有模型(产品样件、实物模型等)经过一定的手段转化为概念模型和工程设计模型，如利用三坐标测量机的测量数据对产品进行数学模型重构，或者直接将这些离散数据转化成NC程序进行数控加工而获取成品的过程，是对已有产品的再设计、再创造的过程。逆向工程工作流程图实物样件数据采集数据预处理曲面重构数据采集数据采集是逆向工程建模的第一步，它是用一定的设备对实物进行测量来获取实物的表面数据(有时也包括内部数据)。测量的方法有很多，如图所示：测量设备接触式非接触式机械手CMM基于光学基于磁学基于声学三角几何测量法干涉

3、法图像分析法光速测距法结构化光照法机械手优点：具有携带方便，测量精度高等特点。三坐标测量机(CMM)优点：测量精度较高，价格低廉。缺点：测量速度慢，对于柔性材料会出现变形而产生测量误差，在进行半径补偿时也会出现误差。采用三角几何法的扫描仪优点：能快速采集物体的表面点数据信息。缺点：采集精度受目标物体表面质量和扫描仪与目标物体之间的距离和环境因素等影响。三维激光扫描仪工作流程1、对要扫描的零件做好表面处理,如喷漆或喷砂处理。2、规化扫描方法，如果是大的板金件采取平面扫描方式，如果是回转体可选择旋转扫描方式。尽量以最

4、少的次数采集最多的数据。3、将零件固定在工作台上，保证稳定。4、确定扫描范围，调整激光强度及步进大小。5、开始扫描数据。6、保存数据文件，扫描完毕。采用结构化光照法的扫描仪优点：这种扫描仪具有测量速度快、测量范围大、携带方便等优点缺点：价格十分昂贵。数据预处理在数据采集阶段，几乎所有的测量方式、测量系统在测量过程中都不可避免地存在误差。对于大型或复杂的零件我们也不得不进行多次扫描。这样就需要对采集后的数据进行拼合处理。由光学方法得到的极为密集的测量数据称为“点云”，对于点云我们也要做必要的精简处理。数据的预处理是

5、十分必要的。对于点云的预处理主要包括以下几个方面：去除杂点数据拼合数据精简去除杂点受扫描设备和环境因素的影响，扫描以后得到的点云会存在大量的无用点，这些无用点会干扰我们后继工作的展开，所以在进行曲面重构之前要把这些杂点去除。数据拼合受激光扫描仪的限制，很多零件是不能一次就采集全所有数据的，多次扫描后每块点云的坐标都发生了变化，数据拼合就是把它们统一在一个坐标系下。数据精简在不损失模型特征的情况下对点云进行有效的精简可以大大的提高工作效率数据精简前点云数为323315点数据精简后点云数为104748点精简前精简后曲

6、面重构的基本思路1、点云预处理2、提取特征线3、将特征线导入三维造型软件4、构造自由曲面并裁剪等处理5、生成过渡曲面6、加厚生成实体曲面重构曲面重构时要考虑的关键问题有两个：一是用有比较简单的几何元素对模型进行表达；二是怎样找到原设计者的造型思路或痕迹，并以相类似（最好是相同）的几何元素构造CAD模型。曲面重构过程一般是由数据点拟合出样条曲线，然后利用样条线拟合出曲面，曲面之间还可以进一步逢合或者加厚以得到实体模型。逆向工程实例这是一个具体的应用实例，主要步骤如下：1、根据客户要求制定相应的数据采集方案。本案例采

7、用激光扫描仪一次扫描完成数据采集。2、对点数据进行去除杂点、过滤精简等处理。逆向工程实例3、根据样件的特点提取特征线，本案例按照一条曲线取截面线。4、对拟合曲线进行误差分析，确定在允许范围内，可进行下面的工作，否则要重新以更多的控制点进行拟合，直到把误差控制在允许范围之内。控制点不宜过多，这样会影响曲线质量。逆向工程实例5、取好后的特征线。6、对曲线进行曲率分析，对于不符合要求的曲线做光顺处理。逆向工程实例7、利用特征线生成自由曲面。8、生成过渡曲面。注意曲面之间要保证曲率(G2)连续。逆向工程实例9、对生成的曲

8、面进行光照反射分析。10、误差分析逆向工程实例在UG中生成实体，装配。逆向工程软件介绍SDRC公司的ImageWaresurfacerRaindropGeomagic公司的GeomagicEDS公司的UnigraphicsNXPTC公司的ProEngineerImageWaresurfacerImageware是著名的逆向工程软件，广泛应用于汽车、航空、航天、家电、模具、