逆向工程实验指导书.doc

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1、实验一：逆向工程技术实验三维测量操作一、实验目的了解逆向工程的基本原理和工作流程，初步掌握使用柔性关节臂式三坐标扫描仪系统对样件进行测量的方法，并了解利用测量所得的数据进行三维重构的过程。二、实验的主要内容样件外形测量与三维重构。三、实验设备和工具柔性关节臂式三坐标扫描系统装有IMAGEWARE软件的计算机四、实验原理1、三维测量的方法简介不同的测量对象和测量目的，决定了测量过程和测量方法的不同。2、非接触式测量的三角测量原理激光探头的测量原理目前均以三角法为主。如下图所示，激光由激光二氧化碳激光发生器产生，经聚光透镜（F1）投射到工件表面，由于光束反射作用，部

2、份光源经固定透镜（F2）聚焦后投射在光传感器（D）上。当物体沿y方向上下运动或者探头沿y方向移动，其散射光投射在光传感器的位置（X）亦将改变。2、柔性关节臂式三坐标扫描仪系统简介柔性关节臂式三坐标扫描仪系统由柔性关节臂式（FARO）三坐标测量机和Kreon激光扫描系统构成。Kreon激光扫描系统是基于激光截面三角测量的原理，对工件表面进行非接触式的扫描，在激光线条上采集非常密集的数字化(坐标)点，通过与电子控制器(ECU)的连接，记录激光线与工件相交的位置。摄像机摄取激光线位置获得立体影像，ECU电子控制器对每条激光线条上所记录的600个坐标点在Z轴方向的位置，

3、以初始校正时所记录的绝对零位为依据作重复计算。3、三坐标测量技术在逆向工程上的应用测量数据的三维实体重构是目前逆向工程领域研究的“瓶颈”，实际应用中，因原始数据的获取方式、三维重构支撑环境、三维重构方法和目标不同，其理论依据、技术路线、算法和工作内容有较大差异。数据压缩、曲线曲面的光顺处理噪声去除、数据匀化数据预处理曲面重构特征提取与数据分块五、实验方法和步骤1、Kreon激光扫描系统数据处理”-->“SELECTMACHINE”，在对话框中选“FAROArm.par”，按OK，跟着会出现一个读取ECU的进程。“Services”-->“Positioning”

4、将工件放在台面上使扫描头能扫到所有要扫的面。被扫工件应先喷上显像剂Digitization-->Adddigitization：Name(Path)按Rundigitization定义步距、频率等按Record开始扫描，一个方向扫完后，可用Face检查，未扫到部分再换方向局部补扫。将已扫的结果点云过滤。将结果输出，保存为逆向工程软件所用的格式文件。2、在逆向工程软件中处理测量所得的数据，并进行曲面重构，得到计算机三维模型，最后在三维CAD软件中完成样件的三维造型设计。三维实体重构的任务是：将测量数据按实物原型的几何特征进行分割，针对不同数据块采用不同的曲面建构方

5、案（如初等解析曲面、B-spline曲面、Bezier曲面、NURBS曲面等）进行造型，将这些曲面块拼接成实体。六、实验报告主要内容及要求1、本次针对样件进行三维扫描重构实验的步骤及注意事项。2、回答思考题：①获取实物的表面数据的方法一般有哪几种？②三坐标测量机的应用可用于哪些方面？③被扫描的物体的表面特性（软、硬，特征大、小，有无内部深孔式特征等）对于扫描有无影响？④是否每一种物体都适用同一种方式进行逆向设计？七、实验注意事项设备必须接地良好插拔连接线一定要先断开电源先开FARO，并将FARO回零打开ECU电源等待ECU的发光二极管闪烁后，再启动POLYGON

6、IA软件扫描结束时先退出POLYGONIA，再关闭ECU和FARO的电源。连接扫描头的电缆不能被重压及强力扭转扫描头不用时必须停放于指定位置，不可随意放置。LOM快速成型机操作一、实验目的了解和掌握激光快速制造技术，了解薄型材料选择性切割（LOM：LaminatedObjectManufacturing分层物体制造）机理，培养学生综合分析问题和解决问题的能力，提高学生动手实验和实践的能力。二、实验的主要内容样件的快速成形制造三、实验设备和工具本实验采用ZIPPY-I-b型激光快速成型机。该设备采用二氧化碳激光发生器。四、实验原理1.激光快速原型制造技术激光快速原

7、型制造技术生产的基本思路，起源于任何一个三维物体都可以看成是由一系列连续薄切片组成的。也就是说，只要用二维制造的方法获得一系列连续薄切片，将其按顺序堆叠，就可以的到所需要的三维实体，故快速原型制造技术又称为生长型制造技术。该方法的成型本质是一个由渐变、积累到质变的材料生长制造过程，其生长模式为“渐增”式。这是一种完成不同于传统“去除”式加工模式的新型制造理念，从根本上改变了制造的传统模式。2.快速原型集成制造系统快速原型制造技术是一种涉及多学科的新型综合制造技术。它综合应用了现代测试技术、计算机数控技术、CAD/CAM技术、激光技术和新型材料领域的最新成果。ZI

8、PPY-I-b型激光快速