反求工程上机指导书设计【文献综述】

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1、毕业论文文献综述机械设计制造及其自动化反求工程上机指导书设计【摘要】本文阐述了反求工程的基本概念，分析了反求工程的主要技术，对Imageware软件进行了概括性的介绍，对反求工程的国内外研究历史和现状作出论述，并提出其发展方向。【关键词】反求工程；三维模型重构；Imageware软件。1　前言在信息化的现代社会中，随着市场全球化的进展，企业面临着越来越激烈的竞争，各国都在充分利用别国的先进成果并消化、吸收、改进以发展自己的水平。反求工程作为一种新产品开发、消化、吸收的重要手段，在20世纪90年代初受到各国工业界和学术界的高

2、度重视。所谓反求工程（ReverseEngineering）是以先进产品的实物、软件、影像为研究对象，应用现代设计理论、生产工程学、材料学、计量学和相关专业知识，对其进行认识、再现及创造性地开发[1]。逆向工程的灵魂是创新[2,3]。广义上的逆向工程基本上包括形状（几何）反求、工艺反求和材料反求等诸多方面[4]，是一个集合多种先进技术的复杂的系统工程。目前大多数的逆向工程的研究和应用都集中在重建实物CAD模型和最终产品的制造方面，即“实物逆向工程”方面[5]。这是因为实物是最容易获得的研究对象，而且在某种情况下设计者面对的

3、只有实物样件。实物逆向工程是将实物转化为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称[6]。2　反求工程技术简介逆向工程的关键技术包括：数据获取、数据处理和模型重建。基于逆向工程的产品开发流程如图1所示。数据获取是逆向工程中的第一个环节，是产品进行建模、评价、改进和制造的基础。数据获取大致可以分为两大类：接触式数据采集和非接触式数据采集。不同的测量方式，不但决定了测量本身的精度、速度和经济性，而且会造成测量数据的类型和数据处理方式的不同。要根据工作的具体需要来选择合适的测量设备和测量方法。高效率、高精度

4、地实现数据采集，是逆向工程实现的基础和关键技术之一。5数据处理是逆向工程的一项重要的技术环节，它决定了后续的模型重建工作能否方便准确地进行。数据处理的主要工作包括：数据过滤及平滑、多视数据整合对齐、数据精简等。在模型重建前进行数据处理，可以获得完整、准确的数据，方便后续模型重建工作的进行。三维CAD模型的重建是逆向工程中最关键、最复杂和工作量最大的一个环节，是后续产品加工制造、快速原型制造、虚拟制造仿真、工程分析、产品再设计等应用的基础。目前成熟的模型重建方法根据曲面表示方法的不同可分为两大类：第一种是以三角Bezier曲

5、面为基础的三边域曲面构建方法；第二种是主要以NURBUS（非均匀有理B样条）图1逆向工程流程图曲线和曲面为基础的四边域曲面构建方法。这两种曲面重构方法各有利弊。NURBS方法应用统一的数学形式表示规则曲面和自由曲面，是曲面拟合方面研究的重点，能够与传统的CAD/CAM系统兼容，已经成为产品外形描述的工业标准。精度和光顺一直是逆向模型重建追求的目标，但是两者在大多数情况下是冲突的。设计人员要明确：对于创建的模型来说，精度和光顺哪个更加重要，是否可以牺牲一方以满足另一方的要求。逆向工程是数字化与快速响应制造大趋势下的一项重要技

6、术，是CAD领域中一个相对独立的范畴。据相关资料表明，各国有70％以上的技术来自于国外，逆向工程是掌握这些技术的有效途径。逆向工程可以使产品的研制周期缩短40％以上。逆向工程能够改善技术水平、提高生产效率、增强企业竞争力，特别是对于具有复杂形状的物体以及由自由曲面组成的物体效果尤其明显。逆向工程与快速原型制造(RPM)、计算机辅助设计与制造(CAD，CAM)相结合并形成产品设计制造的闭环系统，能够有效提高产品的快速响应能力，丰富几何造型方法和产品设计手段[7]。53　Imageware软件简介Imageware是最著名的逆

7、向工程软件，因其强大的点云处理能力、曲面编辑能力和A级曲面的构建能力而被广泛应用于汽车、航空、航天、消费家电、模具、计算机零部件等设计与制造领域。Imageware拥有广大的用户群，国外有BMW、GM、Chrysler等著名国际大公司，国内则有上海大众、上海交大、上海DELPHI等大企业。Imageware为自由曲面产品设计方面的所有关键领域提供了应用驱动的解决方案。空前先进的技术保证了用户能在更短的时间内进行设计、逆向工程，并精确地构建和完全地检测高质量自由曲面。最新的产品版本更注重于高级曲面、3D检测、逆向工程和多边形

8、造型，为产品的设计、工程和制造营造了一个直觉的柔性设计环境。Imageware提供了模块化的产品来满足用户的不同需求，这样的设计完全围绕产品从概念设计、工模具设计和检测、样机，以至生产加工这一产品全生命周期，目的在于提高产品质量，缩短上市时间。用户在第一次使用时就可以配置最适合其流程的产品，使用这些工具