逆向工程技术.ppt

四、模型重构 2．CAD模型 四、模型重构 在曲面重构软件中将曲面保存为igs格式，再导入CAD软件。 2．CAD模型 四、模型重构 五、应用实例 汽车车身轮仓曲面构造 原始点云 五、应用实例 五、应用实例 五、应用实例 * 当我们设计一个产品时，一般是先进行概念设计，再进行图纸设计，最后加工制造出产品，这种产品设计过程一般称为正向工程或顺向工程。随着CAD软件的高速发展，正向设计已经非常方便和成熟。但是由于种种原因，设计者和制造者首先面对的可能是实物样件，并且采用CAD软件难以构造样件的CAD模型。为了适应先进制造技术的发展，需要通过一定途径将实物转化为CAD模型，以期利用计算机辅助制造技术CAM、快速原型制造和快速模具、产品数据管理以及计算机集成制造系统等先进技术对其进行处理或管理。随着现代测试技术的发展，快速、精确地获取实物的几何信息已经变为现实。逆向工程的最早应用在汽车摩托车的油泥模型上。 * 充分消化吸收别国先进技术，并以此创新，是推动本国科技进步的一个重要途径。通过国外产品进行逆向设计，可以实现对原型的仿制，在探询和了解原设计的技术的基础上，对原型进行修改和再设计，达到设计创新和产品更新的目的。 * * 逆向工程技术 一、逆向工程技术概述 1. 概念 正向工程（或顺向工程） 逆向工程(Reverse Engineering)(也称反求工程、反向工程等)：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。 2. 应用领域 对产品外形有特殊美学要求的领域，为了方便产品的美学评价，需要由造型设计师用油泥等材料制作真实尺寸模型. 由于学科发展水平的限制，产品设计需要通过试验测试才能定型的工件模型。如汽车发动机气道、航空发动机的涡轮叶片、航空器的外形等。 一、逆向工程技术概述 实物的外形是由自由曲面组成，正向设计方法难以满足精度要求，如高尔夫球杆头部造型、鞋楦等。 2. 应用领域 一、逆向工程技术概述 2. 应用领域 艺术品、考古文物的修复与复制。艺术品和考古文物大多为手工制品，具有复杂外形，对其精确的修复与复制可借助于逆向工程。 特种服装、头盔的制造要以使用者的身体为原始设计依据，需要建立人体的几何模型。 因此，逆向工程技术可用于航空、航天、汽车、摩托车、模具工业及其它行业，它是技术引进的一个重要手段。 一、逆向工程技术概述 3. 技术流程 实物样品 数据获取 数据处理 CAD模型重构 纸质技术文档 CAD/CAM系统 快速成型 仿制改造产品 批量生产产品 制造系统 产品样件 模具 一、逆向工程技术概述 测量设备 二、数据获取 数据测量方法 接触式 非接触式 触发式 连续式 光学式 非光学式 激光三角法 结构光法 激光测距法 干涉法 图像分析法 CT测量法 MRI测量法 超声波测量法 层析扫描法 1. 测量方法 三坐标测量机（CMM） 3D扫描仪 抄数机 2. 测量设备 三坐标测量机(CMM) 桥式 便携式 龙门式 二、数据获取 悬臂式 非接触式扫描仪 2. 测量设备 ? 德国：GOM公司的ATOS，Steinbichler公司的COMET ? 瑞士：FARO公司的激光扫描仪 ? 韩国：SOLUTIONIX公司的REXCAN系列扫描仪 ? 美国：Cyberware公司的人体三维彩色扫描仪，CGI公司的 层析断层测量机 国内测量设备的发展也十分迅速 ? 10余家三坐标测量机厂家 ? 非接触式：北京天远，深圳华朗，西安交通大学等 二、数据获取 2. 测量设备 二、数据获取 扫描头 控制器 被测样件 计算机 COMET 400 测量系统 测量范围：390×295mm 测量距离：820mm 每幅点云：450,000 测量精度：±0.1mm 3. 数据获取注意事项 ? 合理选择测量设备 ? 测量设备的标定 ? 环境控制 ? 被测件预处理 样件特点、精度要求、测量效率、设备成本等。 在设备搬运、环境变化或长期停用后，可能导致标定值偏移，故应重新标定。 振动、温度、光线等。 孔、槽、凹边的填充、表面喷涂着色、粘贴特征点。 二、数据获取 三、数据处理 采用非接触方法获取的数据通常非常庞大，被称作点云（Point Clouds）。为了获得完整、准确的数据，需要在模型重建前进行数据处理。 是 数据获取 是否进行多次测量 多视对齐 数据光顺 数据插补 数据精简 数据分割 噪点去除 否 1．噪点去除 噪点：测量误差点 ?直接识别：明显的异常点和散乱点 ?曲线检查法：用最小二乘法通过截面数据的首末点拟合曲线 ?角度判断法：检查点沿扫描线方向与前后两点形成的夹角是否小于允许值。