反求技术的应用和发展

《反求技术的应用和发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、反求技术的应用和发展院（系）材料科学与工程专业材料加工工程学生学号班级2010年5月15日反求技术的应用和发展摘要:阐述了再制造工程中反求技术的基本概念及其应用，介绍了反求技术中几种主要测量方法的基本原理和特点，并对其精度、速度和适用范围作了分析和比较，同时介绍了三维表面重建的几种常用方法，提出了反求技术在再制造工程中的应用。关键词：再制造，反求技术，三维测量，三维重建1.绪论首先介绍了反求工程的基本概念，进而介绍了与此相关的快速实物测量技术、快速曲面建模技术、快速加工技术的国内外发展现状，最后通过分析与比较，结合实际实验条件确定本课题的研究内容及实验方法。1.1引言在计算机技

2、术飞速发展的今天，三维的几何造型技术已被制造业广泛应用于产品及工模具的设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护各个方面。我们从上游厂商接收的技术资料可能是各种数据类型的三维模型。但是，由于各种原因，我们所面对的可能并非CAD的模型，而是实实在在的实物样件，有时甚至可能连一张可以参考的图纸也不存在，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。我们必须通过各种测量手段及三维几何建模方法，将原有实物(产品原型或油泥模型)转化为计算机上的三维数字模型，即所谓的反求工程(ReverseEngineering)[1]。近年来，随着我国经济的进一步发展，引进了

3、不少国外的先进技术和设备，随之而来的一个问题是如何深入研究、消化、吸收这些先进技术，探索引进产品中的关键技术，然后在此基础上改进、创新、开发出符合我国国情的先进产品，形成自己的技术体系，增加自力更生、振兴经济的能力。反求工程技术的研究正是在这基础上发展起来的。当前，世界各国在经济技术发展中，应用反求工程消化吸收先进技术经验，给人们有益的启示。据统计，各国百分之七十以上的技术源于国外，反求工程作为掌握技术的一种手段，可使产品研制周期缩短百分之四十以上，极大提高了生产率。因此研究反求工程技术，对我国国民经济的发展和科学技术水平的提高，具有重大的意义。反求工程的应用领域大致可分为以下

4、几种情况：（l）在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，在对零件原形进行测量的基础上形成零件的设计图纸或CAD模型，并以此为依据生成数控加工的NC代码，加工复制出一个相同的零件[2]。（2）当要设计需要通过实验测试才能定型的工件模型时，通常采用反求工程的方法。比如航天航空领域，为了满足产品对空气动力学等要求，首先要求在初始设计模型的基础上经过各种性能测试(如风洞实验等)建立符合要求的产品模型，这类零件一般具有复杂的自由曲面外型，最终的实验模型将成为设计这类零件及反求的根据。（3）在美学设计特别重要的领域，例如汽车外型设计广泛采用真实比例的木制或泥塑模型来评估

5、设计的美学效果。此外，如电脑仿型、礼品创意开发等都需用反求工程的设计方法。如果从狭义上讲，反求工程主要指的是现代快速化的反求工程。它起源于二十世纪九十年代，主要伴随着现代测量、计算机、现代制造等相关技术发展起来的。如果没有与此相关技术的发展，反求工程就没有如此长足的进步，在这里我们所指的反求工程技术主要包括快速实物测量技术、快速几何建模、快速加工技术三方面[3]。1.2快速实物测量概述测量反求技术是利用三维数字化仪、激光三维扫描技术或自动断层扫描技术快速、准确、自动地测取实际产品的形状数据、零件表面和内部尺寸，在计算机内拟合成CAD模型，实现产品形体重构。目前，数字化方法主要分

6、为接触式测量和非接触式测量两类，接触式测量是指测量头与实物表面有接触，采用的设备主要有:三坐标测量机、数控机床(NC)加上测量装置、专用数字化仪等。这种方式比较成熟，但测量速度和精度比较低，而且不适合柔软实物的测量。随着计算机和光电技术的发展，以计算机图象处理为主要手段的非接触式测量技术得到飞速发展，如光栅法和激光三角形测量等[4]。1.2.1三坐标测量及测头产品几何形状测量可以在三坐标测量机上进行，根据三坐标测量机驱动系统的不同分为两类测量系统:手动三坐标测量系统和数控三坐标测且系统，测头的分类也是多一种多样的，早期三坐标测量机大多使用固定刚性测头，这种测头存在着严重的缺陷，

7、不能用在数控三坐标测量机上，当前常用的测头是电感式、电容式或光栅式的三维位移接触式测头，这类测头可用于自动测量，如英国著名的测头生产厂家REN工SHAW公司生产的各种三维测头;大连理工大学研制的三维电感测头等.然而这些接触测头仍然存在一定缺陷:①尽管测童时测头与被测物之间的接触压力很小，但仍然存在着一定的接触压力，对于某些质地柔软的物品必然产生测量误差;②由于接触压力对被测对象的干扰，使得三维补偿问题并没有得到彻底解决[5]。1.2.2测量方法概述三坐标测量在测量方式上可分为接触式测量和非接