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基于逆向工程产品模型重建 　　摘要 本文明确逆向工程的定义及在实际运用中广大前景，其关键技术为数据的获取、处理与曲面、几何体构建。文中以UG软件为建模工作平台，小熊三维实体构建为项目，通过PCDIMS软件在三坐标测量机的测量方法、操作步骤及测量数据的计算处理等完整地介绍了逆向工程的工作流程。 　　关键词 逆向工程；建模；测量数据 　　中图分类号TB472 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2010）33-0187-03 　　Based on the Reverse Engineering of Product Model Reconstruction 　　 　　0 引言 　　传统的正向产品造型设计，一般是对市场进行调研并确定了大量需求信息后，由设计人员分析、构思产品模型的概念，草绘出产品零件平面图，进行必要的设计计算与校核，形成产品稍完整的设计方案后，着手完成三维简单几何造型，再根据需要绘制效果图、三视图或试做简易的实物模型。传统的正向设计流程存在以下问题：设计人员的工作量大，设计产品的周期长；实际过程中，难以对设计的产品随时修改调整；设计要求不易表达或控制，精度低、效果差、成本高。 　　逆向工程技术较好体现了现代化工业产品造型方式，有效地解决了上述所存在的问题，成为工业、科研、国防等领域内产品进行设计制造的主流技术。 　　1 逆向工程 　　“逆向工程”（Reverse Engineering, RE）,也称反求工程、反向工程等。目前，大多数有关“逆向工程”技术的研究和应用都集中在几何形状，即重建产品实物的CAD模型和最终产品的制造方面，为了适应先进制造技术的发展，需要通过一定途径将实物样件转化为CAD模型，利用计算机辅助制造（CAM）、快速原型制造和快速模具（RPM/RT）、产品数据管理（PDM）及计算机集成制造系统（CIMS）等先进技术对其进行处理或管理。在这一意义下，“实物逆向工程”（简称逆向工程）可定义为：逆向工程是和将实物转变为CAD模型相关的数字技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称，现对一个小熊蛋糕壳进行逆向工程的模型重建。 　　2 路径规划与测量扫描 　　测量路径是测头的运动轨迹，建立测量路径的目的是为了有序、快速、高效地探测分布在元素表面的各个实际点的坐???，并保证在检测过程中测头与工件或其他物体不发生碰撞。在设计测量路径时，主要应考虑以下几个方面：首先是安全，即从本测点移到下一测点的途中，测头不与工件发生干涉；其二是路径短、速度快，即根据坐标测量机的加减速特性，测头能以最短的时间到达下一测点；其三是行走路线自然。 　　2.1校验测头文件 　　1）校验测头的目的 　　（1）计算球心相对于测量机机器坐标系零点的位置 　　测量机本身有一个机械原点，而标准球的球心相对于测量系统的参考原点；为保证测量机的机械坐标原点与测量系统的参考原点之间保持正确的确定关联，测头在测量的过程中，每旋转过一个角度后都要重测标准球，而测量软件则计算出每个旋转后的位置上，测头与测量机坐标原点之间的相互位置关系，使测量工作在不断的变化空间位置时，仍具有不变的测量基准。只有这样，才可能在测量过程中直接使用所需要的测头角度数据。 　　（2）标定测头 　　所谓标定测头，就是用测头去探测标准球，得到测头的等效直径。由于测杆和标准球表面的变形，及测头在长时间测量使用后被磨损等原因，测头的等效直径并不等于它的实际直径，为保证测量的精度需标定测头，计算出实际测头的等效直径。 　　2）操作方法及步骤 　　（1）定义测头文件，在文本框“测头文件”一栏中 　　填入“88”，建立名字为88的测头文件（图1所示）。 　　（2）定义测头系统，在“测头说明”下拉菜单中选当前测量机上使用的测头系统：测座（PROBE）PH10MQ、转接（CONVERT）PAA1、传感器（PROBE）TP200、测杆（TIP）PS17R（4×20mm）。根据Z轴以下的实际配置，从图1 测头文件测座开始由下拉菜单中选择。此时，在右边窗口会有相应的图形出现，可以在此进行查证、对比直到整个系统配置完毕。 　　2.2 建立坐标系 　　在未建立坐标系前，所采集的每一个特征元素的坐标值都是在机器坐标系下。通过一系列计算，将机器坐标系下的数值转化为相对工件检测基准的过程称为建立零件坐标系。PCDMIS建立坐标系提供了两种方法：“3-2-1”法、迭代法。 　　对于该零件利用3-2-1法建立坐标系：由于小熊零件为对称的，Y轴在图形的中心线上，X、Y轴的零点落在对称轴中点。Z轴正方向由“平面1”的法线矢量确定，Z轴的零点落在“平面1”上。 　　操作方法及步骤： 　　1）采集特征元素：在功能块上的平面手动测量平面1； 　　2）找正：在菜单