逆向工程技术特点应用与分析ppt课件.ppt

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1、一、逆向工程概述作为产品设计制造的一种手段,在20世纪90年代初,逆向工程技术开始引起各国工业界和学术界的高度重视。特别是随着现代计算机技术及测试技术的发展，利用CAD/CAM技术、先进制造技术来实现产品实物的逆向工程，已成为CAD/CAM领域的一个研究热点，并成为逆向工程技术应用的主要内容。二、逆向工程组成１．定义逆向工程（ReverseEngineering）也称反求工程、反向工程等，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法，重构实物的CAD模型，从而实现产品设计与制造的过程。逆向工程框图与

2、传统的“产品概念设计→产品ＣＡＤ模型→产品(物理模型)”的正向工程相反。逆向工程是在没有设计图纸或图纸不完整，而有样品的情况下，利用三维扫描测量仪，准确快速地测量样品表面数据或轮廓外形，加以点数据处理、曲面创建、三维实体模型重构，然后通过CAM系统进行数控编程，直至利用CNC加工机床或快速成型机来制造产品。特点2、逆向工程结构组成（1）逆向工程技术的硬件条件三维数据信息的提取是逆向工程技术设计中的重要内容，为产品三维信息的获取提供了硬件条件。德国GOM公司逆向（逆向）技术的软硬件技术与设备--AtosII流动式光学扫描仪、Tri

3、top三维照相测量系统。英国LK公司的精密三坐标测量设备(非接触式)。体现了检测设备的高速化、廉价化和功能复合化的特点。在实际三坐标测量时，应该根据测量对象的特点以及设计工作的要求确定合适的扫描方法并选择相应的扫描设备。例如，材质为硬且形状较为简单、容易定位的物体，应尽量使用接触式扫描仪。但在对橡胶、油泥、人体头像或超薄形物体进行扫描时，则需要采用非接触式测量方法，但设备成本较高。（2）逆向工程技术实施的软件条件目前比较常用的通用逆向工程软件有Surfacer、CopyCAD。一些CAD软件也逐渐为逆向工程提供了设计模块。例如

4、Pro/E的ICEMSurf和Pro/SCANTOOLS模块，可以接受有序点(测量线)，也可以接受点云数据。其它商品化软件(如Delcam、Cimatron和Strim)的功能模块也逐渐丰富起来。为逆向工程的实施提供了软件条件。我国清华大学、华中科技大学、天津大学、西安交通大学等众多高校近年来也加强了对反求工程测量设备的研发,现已实现产品化,并广泛应用于机械、汽车、家用电器、医疗、轻工等行业中。由于国产设备价格远远低于国外,且功能不断增强,因此有较大的发展潜力与竞争力。（１）零件原形的数字化通常采用三坐标测量机(CMM)或激光扫

5、描等测量装置来获取零件原形表面点的三维坐标值。激光测量可以采用CCD相机和3D激光扫描相结合，CCD相机用来确定实物的空间位置，指导测量路径的编程。激光扫描的速度已经达到15000点/秒，测得的数据量很大，可以充分表示零件表面信息，非常适合对于复杂自由曲面的测量。利用高分辨率CCD相机拍照片的方法，应用Tritop软件，通过定义相机型号、定义比例尺、定义计算参数、自动读取相片、进行完全计算，计算出非数码点、定义坐标系等过程，通过数码照片得到单张的点云数据。3.逆向工程阶段划分测量方法分类测量数据的定位（registration)

6、需要将多次测量的数据转换到同一个坐标系中，形成同一坐标系下的一个完整的测量数据及图像。可将单张点云数据输入Atos软件，将测得的单张点云数据拼接成整张点云数据。（２）数据点的处理＆几何特征提取按测量数据的几何属性对其进行分割，采用几何特征匹配与识别的方法来获取零件原形所具有的设计与加工特征。（３）曲面重构将分割后的三维数据在CAD系统中分别做表面模型的拟合，并通过各表面片的求交与拼接获取零件原形表面的CAD模型。（４）模型的检验与修正采用根据获得的CAD模型重新测量和加工出样品的方法来检验重建的CAD模型是否满足精度或其他试验性

7、能指标，对不满足要求者,重复以上过程，直至达到零件的设计要求。（5）后续处理CNCRPM曲面重构可以说是逆向工程的核心，是以所量测的CMM或扫瞄点数据为输入数据来重新建构曲面模型。得到产品的数据后，选取适当的算法（或用逆向工程软件）进行点数据的处理，如:格式转换、噪声滤除、平滑、对齐、点线面与实体误差的比对后，再重新建构曲面模型，产生CAD数据。4、曲面重构曲面重构框图（1）扫瞄数据庞大数据点的处理，分块等（2）复合曲面特征数据提取一般而言，CAD模型是由许多不同的几何形状所组合而成，而每一种几何形状皆有其特性（二次曲面特征＆自

8、由曲面特征提取）。（3）曲面的光顺效果难以保证精度和光顺性有时是一对矛盾。曲面重构时面临的困难:三、逆向工程的应用1、逆向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等几个方面（推测原设计者的设计意图），在工业领域的实际应用中，主要包括以下几个内容：(1)新零件的设计，