复杂曲面PROE环境下的逆向工程

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1、复杂曲面PROE环境下的逆向工程［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serein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imageware和Pr（）/E软件完成曲而的数据处理工作，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Pro/E软件中小平面特征和重新造型的方法，重复利用软件优势，完成曲而模型的重构工作。研究表

2、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］逆向工程；小平而特征；重新造型；imageware;Pro/E1・1•引言逆向T程（ReverseEngineering）也称反求工程，是相对正向设计而定义的一种设计方法，是从实物模型到电子模型或理论概念的一个反向推理、挖掘、优化的系统过程,在国内外各个领域被广泛应用。它的意义不仅仅在于消化吸收并改进国内外的先进技术，更体现在逆向反求的过程屮接纳先进的设计思想和制造理念，进而实现理论和思想上的创新

3、，这对丁我国科技进步和制造业的发展具冇十分重耍的意义。Pro/ENGINEER是美国PTC公司于1988年开发岀的参数化建模软件系统，它广泛应用于机械、电子航天、模具、工业设计、汽车和玩具等行业。其所提供的独立儿何、小平而特征和重新造型等模块都可完成逆向反求工作。1・2•逆向工程特点和过程在瞬息万变的产詁市场屮，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。由于各种原因往往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，有时，甚至可能连一张可以参考的图纸也不存在，没法得到准确的尺寸,这就为我们在后续的工作

4、屮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。但是逆向工程技术很好的解决了这一问题。随着计算机技术的飞速发展，三维的儿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。通过各种测量手段及三维儿何建模方法，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,在CAD领域，这就是所谓的逆向工程。传统的复制方法是用立体雕刻机或液压三次元靠模铳床制作出一比一•成等比例的模具，再进行量产。这种方法属于类比式(Analogtype)复制，无法建立工件尺寸图档,也无法做任何的外形修改。

5、这为后续的改进设计造成很大程度上的麻烦。传统的复制方法时间长而效果不佳，已渐渐为新型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。并给出一个一体化的解决方案：样品一数据一产品。逆向工程通常是以专案方式执行模型的仿制工作。往往制作的产品没有原始设计图档，而是委托单位交付一件样品或模型，如木鞋模、高尔夫球头、玩具、电气外壳结构等，由制作单位复制(Copy)岀来。因为冇长期专门从事逆行工作的专业技术人员，所以工作效率很高。逆向工程是由高速三维激光扫描机对已有的样品或模型进行准确、高速的扫描，得到

6、其三维轮廓数据，配合逆向软件进行曲向重构，并对重构的曲而进行在线精度分析、评价构造效果，最终生成IGES或STL数据，据此就能进行快速成型或CNC数控加工。逆向工程应用领域相当广泛，有军工、模具制造业、玩具业、游戏业、电了业、鞋业、高尔夫球业、艺术业、医学工程及产品造型设计等方而。逆向工程建模的一般流程图I模型曲面分析确定扫描方案

7、的技术原理、早期发展和特点功能1.3.1・快速成型原理企业的发展战略已经从60年代“如何做的更多”、70年代“如何做的更便宜”、80年代“如何做的更好”发展到90年代的“如何做的更快”。快速成型(也称快速原型)制造技术(RapidPrototyping&Manufacturing,RP&M)就是在这种背景下逐步形成并得以发展的。快速成型将计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机数字控制(CNC)、激光、精密伺服驱动和新材料等先进技术集成-•体。依据计算机上构成的工件三维设计模型(图1.2(a)),对其进行分层切片，

8、得到各层截面的二维轮廓(图1.2(b))o按照这些轮廓，成形装置选择性地固化-层层的液态树脂(或切割-层层的纸，烧结-层层的粉末材料，喷涂-层层的热熔材料或粘结剂等)，形成各个截面轮廓(图1.2(c))并逐步顺序叠加成三维工件(图1.