畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）鋁合金轉(zhuǎn)向臂反向工程

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1、目 錄 中文摘要 1 英文摘要. 2 1 引言 3 1.1 反向工程簡(jiǎn)介 3 1.2 反向工程數(shù)據(jù)的測(cè)量與處理 4 1.2.1 反向工程數(shù)據(jù)的測(cè)量 4 1.2.2 反向工程數(shù)據(jù)處理 5 1.3 CAD模型重建技術(shù) 6 1.4 反向工程的應(yīng)用 6 1.5 反向工程的研究現(xiàn)狀和發(fā)展 7 1.6 反向工程的意義 8 1.7 課題的來(lái)源、內(nèi)容和意義 8 2 CAD曲面模型的構(gòu)建 10 2.1 點(diǎn)云的采集 10 2.2 Imageware軟件概況 10 2.2.1 軟件簡(jiǎn)介 10 2.2.2 軟件優(yōu)點(diǎn) 11 2.3 點(diǎn)云處理 12 2.4 點(diǎn)云三角形網(wǎng)格化 13

2、 2.5 關(guān)鍵曲線的創(chuàng)建 14 2.5.1 曲線創(chuàng)建原理 14 2.5.2點(diǎn)云關(guān)鍵曲線的構(gòu)建 14 2.6曲面的構(gòu)建 16 2.6.1 曲面構(gòu)建原理 16 2.6.2 幾個(gè)關(guān)鍵曲面的構(gòu)建 17 2.6.3 曲面的質(zhì)量 19 2.7 曲面倒角 20 2.8 曲面的修剪 21 2.9 整體曲面質(zhì)量評(píng)估 22 3 創(chuàng)建實(shí)體數(shù)據(jù)模型 24 4 轉(zhuǎn)向臂反向工程總結(jié)與展望 26 4.1 全文總結(jié) 26 4.2 結(jié)論 26 4.3 展望 26 謝辭 28 參考文獻(xiàn) 29 鋁合金轉(zhuǎn)向臂反向工程 作者 王鵬 摘要：隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和人們對(duì)產(chǎn)品要求的增加，CAD/CAE

3、技術(shù)得到了廣泛的運(yùn)用，反向工程就是現(xiàn)在產(chǎn)品和模具設(shè)計(jì)的主要方法之一，由此得到的精確的產(chǎn)品的CAD模型，為獲得高效、高精度的模具、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造方法提供了一種新的途徑，本課題的研究正是這一現(xiàn)象的具體體現(xiàn)。本文以具有代表性的復(fù)雜的曲面結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向臂為研究對(duì)象，首先利用激光掃描設(shè)備對(duì)轉(zhuǎn)向臂零件進(jìn)行實(shí)物掃描，獲得零件的點(diǎn)云；其次，利用逆向工程軟Imageware12.1對(duì)所得的點(diǎn)云進(jìn)行處理，運(yùn)用三維建模技術(shù)構(gòu)建關(guān)鍵曲線，將擬合的曲線形成平面或曲面，再由曲面構(gòu)造成三維實(shí)體；再其次，將所得的實(shí)體數(shù)模利用軟件自帶的評(píng)估功能進(jìn)行評(píng)估，使數(shù)模與點(diǎn)云的誤差控制在合理的范圍之內(nèi)；最后，通過(guò)三維造型軟件的細(xì)微處理，得

4、到了比較完整的數(shù)模。 關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向臂；反向工程；點(diǎn)云；Imageware；CAD曲面模型 Reverse engineering of aluminum alloy steering arm Abstract:With the development of the computer technology and the increasing of product requirements, CAD/CAM technology has been widely used, and reverse engineering is one of th

5、e main methods of product and tool design. Thus the precise CAD model was made, and it provided a new way for efficiency, high precision mould, product design and manufacturing method, and then this study was the concrete manifestation of this phenomenon. Tthe steering arm is a representative comple

6、x structure. Firstly, a laser scanning equipment was used to obtain the steering arm points data. Secondly, the data of points were pretreated by the RE software named IMAGEWARE 12.1. Three-dimensional modeling technology was used in establishing the key curve, then making curves form to plane or cu

7、rved surface and establishing surface to get 3D entity. Thirdly, the author made a simple assessment on numerical model and error analysis between numerical model and data points to control error in the reasonable scope. Finally, through 3D modeling software fine processing get a relatively complete

8、 model. Thus the precise CAD model of steering arm was made. Keywords: Steering arm；Reverse engineering；cloud；Imageware；CAD surface model 1 引言 1.1 反向工程簡(jiǎn)介 “反向工程”（Reverse Engineering，RE），也稱(chēng)逆向工程、反求工程、三坐標(biāo)點(diǎn)造型、抄數(shù)等。它是將實(shí)物轉(zhuǎn)變?yōu)镃AD模型相關(guān)的數(shù)字化技術(shù)、幾何模型重建技術(shù)和產(chǎn)品制造技術(shù)的總稱(chēng)，是將已有產(chǎn)品或?qū)嵨锬Ｐ娃D(zhuǎn)換為工程設(shè)計(jì)模型和概念模型，并在此基礎(chǔ)上對(duì)已

9、有產(chǎn)品進(jìn)行解剖、深化和再創(chuàng)造過(guò)程。它源于精密測(cè)量和質(zhì)量檢驗(yàn)，是設(shè)計(jì)下游向設(shè)計(jì)上游反饋信息的回路[1] 從廣義上講，反向工程可分以下三類(lèi)： （1）實(shí)物反向：它是在已有產(chǎn)品實(shí)物的條件下，通過(guò)測(cè)繪和分折，從而再創(chuàng)造；其中包括功能反向、性能反向、方案、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等多方面的反向。實(shí)物反向的對(duì)象可以是整機(jī)、零部件或組件。 （2）軟件反向：產(chǎn)品樣本、技術(shù)文件、設(shè)計(jì)書(shū)、使用說(shuō)明書(shū)、圖紙、有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)、管理規(guī)范和質(zhì)量保證手冊(cè)等均稱(chēng)為技術(shù)軟件。其有三類(lèi)：既有實(shí)物，又有全套技術(shù)軟件；只有實(shí)物而無(wú)技術(shù)軟件；沒(méi)有實(shí)物，僅有全套或部分技術(shù)軟件。 （3）影像反向：設(shè)計(jì)者既無(wú)產(chǎn)品實(shí)物，也無(wú)技術(shù)軟件，僅有產(chǎn)品的圖片、

10、廣告介紹或參觀后的印象等，設(shè)計(jì)者要通過(guò)這些影像資料去構(gòu)思、設(shè)計(jì)產(chǎn)品，該種反向稱(chēng)為影像反向[2]。 目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)反向工程的研究主要集中在幾何形狀的反向，即重建產(chǎn)品實(shí)物的CAD模型，稱(chēng)為“實(shí)物反向工程”。反向工程示意圖如圖1-1所示[3]。 新產(chǎn)品數(shù)字化模型 原始設(shè)計(jì)參數(shù)還原 意圖理解 反向軟件 實(shí)物原型 數(shù)據(jù)獲取 新產(chǎn)品 計(jì)算機(jī)輔助分析 產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì) 產(chǎn)品數(shù)字化模型 CAD系統(tǒng) 規(guī)律識(shí)別

11、 改型設(shè)計(jì) 原型修改 圖1-1 反向工程流程圖 1.2 反向工程數(shù)據(jù)的測(cè)量與處理 1.2.1 反向工程數(shù)據(jù)的測(cè)量 數(shù)據(jù)測(cè)量是通過(guò)特定的測(cè)量設(shè)備和測(cè)量方法獲取產(chǎn)品表面離散點(diǎn)的幾何坐標(biāo)數(shù)據(jù)，將產(chǎn)品的幾何形狀數(shù)字化。其測(cè)量原理是將被測(cè)產(chǎn)品放置于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量空間內(nèi)，可以獲得被測(cè)產(chǎn)品上各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)位置，根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，擬合形成測(cè)量元素，如圓、球、圓柱、圓錐、曲面等，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算的方法得出其形狀、位置公差及

12、其它幾何量數(shù)據(jù)，高效、高精度地獲取產(chǎn)品的數(shù)字化信息是實(shí)現(xiàn)逆向工程的基礎(chǔ)和關(guān)鍵[4]。 現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集方法主要分為兩大類(lèi)： （1） 接觸式數(shù)據(jù)采集方法 接觸式數(shù)據(jù)采集方法包括使用基于力的擊發(fā)原理的觸發(fā)式數(shù)據(jù)采集和連續(xù)式掃描數(shù)據(jù)采集、磁場(chǎng)法、超聲波法。接觸式數(shù)據(jù)采集通常使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，測(cè)量時(shí)可根據(jù)實(shí)物的特征和測(cè)量的要求選擇測(cè)頭及其方向，確定測(cè)量點(diǎn)數(shù)及其分布，然后確定測(cè)量的路徑，有時(shí)還要進(jìn)行碰撞的檢查。觸發(fā)式數(shù)據(jù)采集方法采用觸發(fā)探頭，觸發(fā)探頭又稱(chēng)為開(kāi)關(guān)測(cè)頭，當(dāng)測(cè)頭的探針接觸到產(chǎn)品的表面時(shí)，由于探針受理變形觸發(fā)采樣開(kāi)關(guān)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記下探針的當(dāng)前坐標(biāo)值，逐點(diǎn)移動(dòng)探針就可以獲得產(chǎn)品的表面

13、輪廓的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。常用的接觸式觸發(fā)探頭主要包括機(jī)械式觸發(fā)探頭、應(yīng)變片式觸發(fā)探頭、壓電陶瓷觸發(fā)探頭。采用觸發(fā)式測(cè)頭的優(yōu)點(diǎn)在于適用于空間箱體類(lèi)工件及已知產(chǎn)品表面的測(cè)量；通用性較強(qiáng)，適用于尺寸測(cè)量和在線應(yīng)用；體積小，易于在狹小的空間內(nèi)應(yīng)用；由于測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)測(cè)量機(jī)處于勻速直線低速狀態(tài)，測(cè)量機(jī)的動(dòng)態(tài)性能對(duì)測(cè)量精度的影響較小。但由于測(cè)頭的限制，不能測(cè)量一些易碎、易變形的零件及被測(cè)零件的一些細(xì)節(jié)之處。另外接觸式測(cè)量的測(cè)頭與零件表面接觸，測(cè)量速度慢，測(cè)量后還要進(jìn)行測(cè)頭補(bǔ)償，數(shù)據(jù)量小，不能真實(shí)的反映實(shí)體的形狀。 （2） 非接觸式數(shù)據(jù)采集方法 非接觸式數(shù)據(jù)采集方法主要

14、運(yùn)用光學(xué)原理進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，主要包括：激光三角形法、激光測(cè)距法、結(jié)構(gòu)光法以及圖像分析法等。 非接觸式數(shù)據(jù)采集速度快、精度高，排除了由測(cè)量摩擦力和接觸壓力造成的測(cè)量誤差，避免了接觸式測(cè)頭與被測(cè)表面由于曲率干涉產(chǎn)生的偽劣點(diǎn)問(wèn)題，獲得的密集點(diǎn)云信息量大、精度高，測(cè)頭產(chǎn)生的光斑也可以做得很小，可以探測(cè)到一般機(jī)械測(cè)頭難以測(cè)量的部位，最大限度地反映被測(cè)表面的真實(shí)形狀。非接觸式數(shù)據(jù)采集方法采用非接觸式探頭，由于沒(méi)有力的作用，適用于測(cè)量柔軟物體；非接觸式探頭取樣率較高，在50次/秒到23000次/秒之間，適用于表面形狀復(fù)雜，精度要求不特別高的未知曲面的測(cè)量，如汽車(chē)、家電的木模、泥模等。但是非接觸式探頭由于受

15、到物體表面特征的影響（顏色、光度、粗糙度、形狀等）的影響較大，目前在多數(shù)情況下其測(cè)量誤差比接觸式探頭要大，保持在10μm級(jí)以上。該方法主要用于對(duì)易變形零件、精度要求不高零件、要求海量數(shù)據(jù)的零件、不考慮測(cè)量成本及其相關(guān)軟硬件的配套情況下的測(cè)量[5]。 總之，在只測(cè)量尺寸、位置要素的情況下盡量采用接觸式測(cè)量；考慮測(cè)量成本且能滿足要求的情況下，盡量采用接觸式測(cè)量；對(duì)產(chǎn)品的輪廓及尺寸精度要求較高的情況下采用非接觸式掃描測(cè)量；對(duì)離散點(diǎn)的測(cè)量采用掃描式；對(duì)易變形、精度要求不高的產(chǎn)品、要求獲得大量測(cè)量數(shù)據(jù)的零件進(jìn)行測(cè)量時(shí)采用非接式測(cè)量方法[6]。 1.2.2 反向工程數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理是逆向工程的一項(xiàng)

16、重要的技術(shù)環(huán)節(jié)，它決定了后續(xù)CAD模型重建過(guò)程能否方便、準(zhǔn)確地進(jìn)行。根據(jù)測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量，測(cè)量數(shù)據(jù)可以分為一般數(shù)據(jù)點(diǎn)和海量數(shù)據(jù)點(diǎn)；根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)的規(guī)整性，測(cè)量數(shù)據(jù)又可以分為散亂數(shù)據(jù)點(diǎn)和規(guī)矩?cái)?shù)據(jù)點(diǎn)；不同的測(cè)量系統(tǒng)所得到的測(cè)量數(shù)據(jù)的格式是不一致的，且?guī)缀跛械臏y(cè)量方式和測(cè)量系統(tǒng)都不可避免地存在誤差。因此，在利用測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行CAD重建前必須對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[7]。數(shù)據(jù)處理工作主要包括：數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)化、多視點(diǎn)云的拼合、點(diǎn)云過(guò)濾、數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)和點(diǎn)云分塊等[8]。 每個(gè)CAD/CAM系統(tǒng)都有自己的數(shù)據(jù)格式，目前流行的CAD/CAM軟件的產(chǎn)品數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和格式各不相同，不僅影響了設(shè)計(jì)和制造之間的數(shù)據(jù)傳輸和程序銜接，而

17、且直接影響了CMM與CAD/CAM系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊。目前通行的辦法是利用幾種主要的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)（IGES、STEP、AutoCAD的DXF等）來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊[8]。 1.3 CAD模型重建技術(shù) CAD模型重建，即反向造型，是根據(jù)坐標(biāo)測(cè)量機(jī)得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)實(shí)物對(duì)象的模型。根據(jù)實(shí)物外形的數(shù)字化信息，可以將測(cè)量得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)分成兩類(lèi)：有序點(diǎn)和無(wú)序點(diǎn)（散亂點(diǎn)）。由不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型，形成了不同的模型重建技術(shù)[9]。 目前較成熟的方法是通過(guò)重構(gòu)外形曲面來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)物重建。常用的曲面模型有Bezier、B-Spline（B樣條）、NURBS（非均勻有理B樣條）、和三角Beizer曲面。 反向工程的CAD模型重構(gòu)過(guò)

18、程主要包括：點(diǎn)處理過(guò)程、曲線處理過(guò)程和面處理過(guò)程，即點(diǎn)→曲線→曲面過(guò)程。這一部分的工作主要使用反向工程軟件實(shí)現(xiàn)[1]，本課題要采用的反向工程軟件為Imageware軟件。 1.4 反向工程的應(yīng)用 （1） 新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā) 現(xiàn)在產(chǎn)品正朝著美觀化、藝術(shù)化的方向發(fā)展，產(chǎn)品的工業(yè)美學(xué)設(shè)計(jì)逐漸納入創(chuàng)新設(shè)計(jì)的范疇。為實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，可將工業(yè)設(shè)計(jì)和反向工程結(jié)合起來(lái)共同開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。 （2） 產(chǎn)品的仿制和改型設(shè)計(jì) 在只有實(shí)物而缺乏相關(guān)技術(shù)資料（圖紙或CAD模型）的情況下，利用反向工程技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量或數(shù)據(jù)處理，重建與實(shí)物相符的CAD模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行后續(xù)的操作，如模型修改、零件設(shè)計(jì)、有限元分析、誤差分析

19、、數(shù)控加工指令生成等，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的仿制和改進(jìn)。該方法可廣泛應(yīng)用于摩托車(chē)、家用電器、玩具等產(chǎn)品外形的修復(fù)、改造和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 （3） 快速模具制造 為了在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中生存和發(fā)展，模具制造業(yè)引進(jìn)了各種先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)。反向工程技術(shù)快速模具制造的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是以樣本模具為對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行測(cè)量重建CAD模型，在此基礎(chǔ)上生成模具加工程序；另一種情況是以實(shí)物零件為對(duì)象，為了利用CAD/CAM技術(shù)來(lái)加工模具，首先要將實(shí)物轉(zhuǎn)化為CAD模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。 （4） 快速原型制造 快速原型制造，綜合了機(jī)械、CAD、數(shù)控、激光以及材料科學(xué)等各種技術(shù)，已成為新

20、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的有效手段，其制作過(guò)程是在CAD模型的直接驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行的。反向工程恰好可為其提供上游的CAD模型。兩者相結(jié)合組成了產(chǎn)品測(cè)量、建模、修改、再測(cè)量的閉環(huán)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程的快速反復(fù)迭代。 （5） 產(chǎn)品的數(shù)字化檢測(cè) 這是反向工程一個(gè)新的發(fā)展方向，對(duì)加工后的零部件進(jìn)行掃描測(cè)量，獲得產(chǎn)品實(shí)物的數(shù)字化模型，并將該模型與原始設(shè)計(jì)的幾何模型在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，可以有效檢測(cè)制造誤差，提高檢測(cè)精度。 （6） 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域斷層掃描 先進(jìn)的醫(yī)學(xué)斷層掃描儀器，如CT等能夠?yàn)獒t(yī)學(xué)研究與診斷提供高質(zhì)量的斷層掃描信息，為人體器官的CAD模型提供了良好的條件。 （7） 服裝、頭盔等的設(shè)計(jì)制造 根

21、據(jù)個(gè)人形體的差異，采用先進(jìn)的掃描設(shè)備和曲面重構(gòu)軟件，快速建立人體的數(shù)字化模型，從而設(shè)計(jì)出頭盔、鞋子、服裝等產(chǎn)品，并使人們?cè)诨ヂ?lián)網(wǎng)上就能定制自己所需的產(chǎn)品，同樣可以應(yīng)用于航空領(lǐng)域的宇航服等。 （8） 藝術(shù)品、考古文物等的復(fù)制 應(yīng)用反向工程技術(shù)，還可以對(duì)工藝品、文物等進(jìn)行復(fù)制，可以方便的生成基于實(shí)物模型的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)、虛擬場(chǎng)景等[10]。 除了以上提到的應(yīng)用，在其他的應(yīng)用領(lǐng)域上反向工程技術(shù)也存在著巨大的潛能。 1.5 反向工程的研究現(xiàn)狀和發(fā)展 在反向工程的基礎(chǔ)研究方面，國(guó)內(nèi)外已做了大量的工作，主要集中在CAGD領(lǐng)域的曲面重構(gòu)和實(shí)體重構(gòu)算法研究。國(guó)際市場(chǎng)目前已出現(xiàn)了不少商用的逆向工程軟件系統(tǒng)

22、。國(guó)內(nèi)有關(guān)逆向工程的基礎(chǔ)研究也在不少單位內(nèi)展開(kāi)，如浙江大學(xué)、華中理工大學(xué)、西安交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等，并取得了一定成果。在應(yīng)用研究方面，被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品改型、仿型設(shè)計(jì)、產(chǎn)品檢測(cè)和誤差分析等方面。 反向工程在數(shù)據(jù)處理、曲面擬合、規(guī)則特征識(shí)別、專(zhuān)用商業(yè)軟件和三維掃面儀的開(kāi)發(fā)等方面已取得非常顯著的進(jìn)步。但在實(shí)際應(yīng)用中，整個(gè)過(guò)程仍需大量的人工交互，操作者的經(jīng)驗(yàn)和素質(zhì)影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，自動(dòng)重建曲面的光順性難以保證，因此反向工程技術(shù)依然是目前CAD/CAE領(lǐng)域一個(gè)十分活躍的研究方向[11]。 幾何建模是反向工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)也是影響反向工程速度的瓶頸環(huán)節(jié)，因此，提高反向工程幾何建模的自動(dòng)化程度和通

23、用性是目前反向工程研究的一個(gè)重點(diǎn)方向。同樣，提高反向工程系統(tǒng)的集成性也是非常重要的，當(dāng)遇到CAD模型并不是必需的，或者為了最快的制造產(chǎn)品時(shí)，就需要把數(shù)字化系統(tǒng)與CMM直接結(jié)合。另外，有些產(chǎn)品需要多次進(jìn)行CAE分析（例如注塑模、注塑件的設(shè)計(jì)），由數(shù)據(jù)點(diǎn)直接產(chǎn)生CAE模型，這樣可以極大地提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析過(guò)程[12]。 1.6 反向工程的意義 反向工程作為吸收和消化現(xiàn)有技術(shù)的一種先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，其意義不僅僅是仿制，應(yīng)該從原型復(fù)制走向再設(shè)計(jì)。以現(xiàn)在的產(chǎn)品為原型，對(duì)反向工程所建立的CAD模型進(jìn)行改進(jìn)得到新的產(chǎn)品模型，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。CAD模型是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，還原實(shí)物樣件的設(shè)計(jì)意圖，注重重

24、建模型的再設(shè)計(jì)能力是當(dāng)前反向工程的CAD建模的重點(diǎn)。三維重建只是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)，再設(shè)計(jì)的思想始終貫穿于反向工程的整個(gè)具體而詳細(xì)的過(guò)程，將反向工程的各個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)合起來(lái)，集成CAD/CAE/CAM/CAPP/CAT/RP等先進(jìn)技術(shù)，使之成為相互影響和制約的有機(jī)整體，從而形成反向工程技術(shù)為中心的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)體系[13]。 我國(guó)是最大的發(fā)展中國(guó)家，消化、吸收國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)并進(jìn)行改進(jìn)是重要的設(shè)計(jì)手段。反向工程技術(shù)產(chǎn)品的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了方便、快捷的工具，它借助先進(jìn)的技術(shù)開(kāi)發(fā)手段，在已有產(chǎn)品基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，縮短開(kāi)發(fā)周期，可以使企業(yè)適應(yīng)小批量、多品種的生產(chǎn)要求，從而是企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于有利地位。反向

25、工程的應(yīng)用對(duì)我國(guó)企業(yè)縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距具有特別重要的意義[14]。 1.7 課題的來(lái)源、內(nèi)容和意義 1、 課題的來(lái)源：與某企業(yè)的合作項(xiàng)目。 2、 課題的內(nèi)容：對(duì)鋁合金轉(zhuǎn)向臂（如圖1-2）進(jìn)行測(cè)量、分析，再通過(guò)反向工程求得準(zhǔn)確的CAD曲面模型，最后通過(guò)UG處理獲得三維實(shí)體模型。 3、 課題的意義：在只有實(shí)物，而沒(méi)有圖紙和參數(shù)的情況下，想要對(duì)實(shí)物復(fù)制，再加工生產(chǎn)，甚至是改進(jìn)，就必然要進(jìn)行反向工程建模過(guò)程。課題正是對(duì)此類(lèi)問(wèn)題的具體研究。 圖1-2 轉(zhuǎn)向臂實(shí)物圖 2 CAD曲面模型的構(gòu)建 2.1 點(diǎn)云的采集 上文介紹了一些不同的點(diǎn)云采集方法

26、，本課題采用接觸式三坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備采集點(diǎn)云。利用KZ-50/P80b三維激光掃描儀對(duì)鋁合金轉(zhuǎn)向臂鍛件進(jìn)行掃描。在采集數(shù)據(jù)以前，要在鍛件表面噴一層熒光粉，在噴灑時(shí)應(yīng)注意厚度不要過(guò)大，只需要薄薄均勻的一層就可以。在掃描的過(guò)程中，注意不可干擾或移動(dòng)被測(cè)物體，盡量保證外界光線的穩(wěn)定，光線不可太強(qiáng)，否則會(huì)影響測(cè)量的精度和效果。數(shù)據(jù)采集時(shí)，通過(guò)變化角度，并觀察電腦上的效果，來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集，此過(guò)程需注意的是，對(duì)那些較復(fù)雜的區(qū)域要特別關(guān)注，盡量使該區(qū)域數(shù)據(jù)采集完全，否則會(huì)不利于后續(xù)的圖形構(gòu)建。掃描完成后用.asc格式保存，以便Imageware軟件進(jìn)行處理。如圖2-1為采集的點(diǎn)云，總體質(zhì)量還可以。

27、 圖2-1 采集的點(diǎn)云 2.2 Imageware軟件概述 2.2.1 軟件簡(jiǎn)介 Imageware 由美國(guó)EDS 公司出品，后被德國(guó)Siemens PLM Software所收購(gòu)，現(xiàn)在并入旗下的NX產(chǎn)品線，是最著名的逆向工程軟件，Imageware因其強(qiáng)大的點(diǎn)云處理能力、曲面編輯能力和A級(jí)曲面的構(gòu)建能力而被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航空、航天、消費(fèi)家電、模具、計(jì)算機(jī)零部件等設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域。該軟件擁有廣大的用戶(hù)群，國(guó)外有 BMW、Boeing、GM、Chrysler、Ford、Raython、Toyato 等著名國(guó)際大公司，國(guó)內(nèi)則有上海大眾、上海交大、上海DELPHI、成都飛機(jī)制造公司等大企業(yè)

28、。 Imageware 軟件特別適用以下幾個(gè)方面： （1） 企業(yè)只能拿出真實(shí)零件而沒(méi)有圖紙，又要求對(duì)此零件進(jìn)行修改、復(fù)制和改型。 （2） 在汽車(chē)、家電等行業(yè)要分析油泥模型，對(duì)油泥模型進(jìn)行修改，得到滿意的結(jié)果后將此模型的外形在計(jì)算機(jī)中建立電子樣機(jī)。 （3） 對(duì)現(xiàn)在的零件工裝等建立數(shù)字化圖庫(kù)。 （4） 在模具行業(yè)，往往需要手工修模，修改后模具型腔數(shù)據(jù)必須及時(shí)地反映到相應(yīng)的CAD設(shè)計(jì)中，這樣才能最終制造出符合要求的模具[15]。 2.2.2 軟件優(yōu)點(diǎn) （1）Imageware開(kāi)創(chuàng)了自由曲面造型技術(shù)的新天地，它為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的每一個(gè)階段――從早期的概念到生產(chǎn)出符合產(chǎn)品質(zhì)量的表面，直到對(duì)后續(xù)工

29、程和制造所需的全3D零件進(jìn)行檢測(cè)，都提供了一個(gè)獨(dú)一無(wú)二而又綜合的進(jìn)行3D造型和檢測(cè)的方法。 （2）Imageware的發(fā)展方向是將高級(jí)造型技術(shù)和創(chuàng)意思想推向廣義的設(shè)計(jì)、逆向工程和潮流市場(chǎng)，其最終結(jié)果就是提供加速設(shè)計(jì)、工程和制造，以使集成、速度和效率達(dá)到一個(gè)新水平。 （3）Imageware允許用戶(hù)非常自由地憑直覺(jué)創(chuàng)建模型，同時(shí)在3D環(huán)境下快速地探究和評(píng)估形狀設(shè)計(jì)。由于Imageware的開(kāi)發(fā)專(zhuān)注于特定工業(yè)，所以它提供了直接的數(shù)據(jù)交換能力和標(biāo)準(zhǔn)3D CAD接口，允許用戶(hù)很容易地將模型集成到任何環(huán)境。 圖2-2是Imageware 12.1的操作窗口。 圖2-2 Imageware

30、12.1的操作窗口 2.3 點(diǎn)云處理 上文已經(jīng)介紹了一些點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲得的方法，無(wú)論是接觸式測(cè)量還是非接觸式測(cè)量，在掃描時(shí)都不可避免地會(huì)引入一些數(shù)據(jù)誤差，尤其是在尖銳邊緣和產(chǎn)品邊界附近[16]。測(cè)量數(shù)據(jù)中的壞點(diǎn)可能會(huì)使該點(diǎn)及其周?chē)那嫫x原始曲面，同時(shí)由于實(shí)物幾何拓?fù)浜蜏y(cè)量手段的制約，在數(shù)據(jù)測(cè)量式會(huì)存在部分測(cè)量盲區(qū)，給后續(xù)造型帶來(lái)影響。因此，需要在曲面重構(gòu)前對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行一些必要的處理，以獲得滿意的數(shù)據(jù)，為曲面重構(gòu)過(guò)程做好準(zhǔn)備。此課題是利用接觸式測(cè)量的方法獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù)，存在曲面復(fù)雜的區(qū)域，這導(dǎo)致獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù)會(huì)存在一定量的壞點(diǎn)，這就要求在構(gòu)建曲面以前，必須對(duì)其進(jìn)行處理，直至得到滿意的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

31、點(diǎn)云的處理過(guò)程：對(duì)已經(jīng)存在的物理模型進(jìn)行分析→決定什么是下游工程的需要→用各種測(cè)量技術(shù)從模型中得到點(diǎn)的數(shù)據(jù)→讀入點(diǎn)云的設(shè)計(jì)（如有需要對(duì)齊點(diǎn)云數(shù)據(jù)）→清除不需要的點(diǎn)→規(guī)劃創(chuàng)建面所需的點(diǎn)并顯示這些點(diǎn)。如圖2-3所示[1]。 圖2-3 點(diǎn)云的處理過(guò)程 經(jīng)過(guò)處理后會(huì)得到非常均勻精簡(jiǎn)的點(diǎn)云。如圖2-4為處理后的點(diǎn)云局部圖。 圖2-4 處理后的點(diǎn)云局部圖 2.4 點(diǎn)云三角形網(wǎng)格化 將點(diǎn)云三角形網(wǎng)格化可以更直觀的把點(diǎn)云顯示出來(lái)，更加方便的在點(diǎn)云上進(jìn)行曲面構(gòu)建。在imageware12.1中使用命令構(gòu)造/三角形網(wǎng)格化（M）/點(diǎn)云三角形網(wǎng)格化（C）即可進(jìn)行點(diǎn)云三

32、角形網(wǎng)格化。三角形網(wǎng)格化是一個(gè)緩慢的過(guò)程，之后會(huì)得到如圖2-5所示的三角形網(wǎng)格后的點(diǎn)云。 圖2-5 三角形網(wǎng)格化后的點(diǎn)云 2.5 關(guān)鍵曲線的創(chuàng)建 2.5.1 曲線創(chuàng)建原理 點(diǎn)云三角形網(wǎng)格化后就可以在Imageware 12.1中創(chuàng)建制作曲面的關(guān)鍵曲線了。定義一條曲線的元素包括節(jié)點(diǎn)、控制頂點(diǎn)、階數(shù)、段數(shù)、方向和起始端點(diǎn)。Imageware 12.1軟件提供的曲線主要有：等參數(shù)化（Isoparametric Curve），曲面邊界曲線（Surface Boundary），貝塞爾曲線（Bezier），B樣條曲線（B-spline），非均勻有理B樣條曲線（NURBS）等。 曲線的處理過(guò)

33、程：規(guī)劃要?jiǎng)?chuàng)建曲線的類(lèi)型→由已經(jīng)存在的點(diǎn)創(chuàng)建曲線→檢查和修改曲線。如圖2-6所示[1]。 在每一個(gè)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)創(chuàng)建一條恰當(dāng)?shù)那€ 檢查曲面的精度和光順性 創(chuàng)建更精確的曲線，光順存在的曲線 每條曲線是否足夠精確和光滑？ 否 是 檢查曲線連續(xù)性 所有曲線需要或有某種連續(xù)性 編輯曲線 否

34、 是 創(chuàng)建曲面 圖2-6 曲線處理過(guò)程 2.5.2點(diǎn)云關(guān)鍵曲線的構(gòu)建 本課題在構(gòu)建曲線中主要采用了交互模式3D B-樣條、圓（3點(diǎn)）、3點(diǎn)圓弧、直線等命令。以下是幾條關(guān)鍵曲線的構(gòu)建過(guò)程。 （1） 轉(zhuǎn)向臂側(cè)面點(diǎn)云曲線的構(gòu)建 轉(zhuǎn)向臂凹側(cè)面可以看做一個(gè)整體弧形曲面，為了便于操作，將其分為三個(gè)部分，在每部分點(diǎn)云的中間位置利用交互模式3D B-樣條做一條曲線，其操作及所得曲線如圖2-7所示。 圖2-7 交互模式3D B-樣條命令操作及構(gòu)建的曲線 凸側(cè)面可從中間圓柱體部分分為兩部分用上述同樣方法來(lái)獲得曲線。 （2）

35、 圓柱體曲線構(gòu)建 圓柱體的曲線構(gòu)建主要運(yùn)用圓（3點(diǎn)）和3點(diǎn)圓弧命令來(lái)執(zhí)行。在柱體地面用圓（3點(diǎn)）命令作的一圓，柱體側(cè)面運(yùn)用3點(diǎn)圓弧命令得到圓弧，如圖2-8所示。 （a） 圓（3點(diǎn)）命令及其構(gòu)建的圓 （b） 3點(diǎn)圓弧命令及其構(gòu)建的圓弧 圖2-8 圓柱體曲線構(gòu)建過(guò)程 （3）平面曲線構(gòu)建 平面曲線由兩條直線構(gòu)成，采用直線命令執(zhí)行，如圖2-9所示。 圖2-9 平面曲線構(gòu)建過(guò)程 曲線構(gòu)建后要對(duì)曲線進(jìn)行編輯，進(jìn)而為后續(xù)構(gòu)建曲面創(chuàng)造好的條件。曲線編輯可以歸納為以下四步： （1）除去曲率為零的點(diǎn)。通過(guò)該操作去除“Infle

36、ction”點(diǎn)以壓平曲線中存在的凸包或凹陷。 （2）修整曲線。通過(guò)減少控制點(diǎn)，以改變曲線相容性并松弛曲線。 （3）重新參數(shù)化曲線。通過(guò)重新參數(shù)化曲線，可重新改變控制點(diǎn)的分布，以改善曲線光順性。 （4）曲線光順性評(píng)估。這一步是來(lái)驗(yàn)證最終創(chuàng)建的曲線是否具有足夠的光順性，具體是通過(guò)觀察曲率梳（該點(diǎn)處的曲率值）的連續(xù)性來(lái)判斷該處的曲線是否光順。如果沒(méi)有符合光順性要求，則需要通過(guò)移動(dòng)曲線上的控制點(diǎn)來(lái)改變?cè)撎幍那?，直到獲得滿意的曲線為止。 2.6曲面的構(gòu)建 2.6.1 曲面構(gòu)建原理 在構(gòu)建曲面的時(shí)候我們一般從光順性，精確度兩方面來(lái)考慮，但這兩方面往往是相沖突的。一般情況下，只要誤差沒(méi)有超過(guò)容

37、許范圍，更側(cè)重于要求高質(zhì)量的曲面。曲面構(gòu)建流程是：規(guī)劃要?jiǎng)?chuàng)建的曲面類(lèi)型→由已經(jīng)存在的曲線或者點(diǎn)云創(chuàng)建曲面→檢查和修改曲面，如圖2-10所示[1]。和曲線的表示相同，Imageware軟件曲面也主要由基于B樣條曲線的曲面和基于非均勻有理B樣條曲線的曲面等類(lèi)型。定義一個(gè)曲面的參數(shù)包括正、負(fù)法矢面，U、V方向、控制點(diǎn)、階次等參數(shù)。 決定要?jiǎng)?chuàng)建的曲面類(lèi)型 每個(gè)曲面是否足夠精確和光滑？ 檢查曲面的精度和光順性 創(chuàng)建更精確的曲面，約束曲面到點(diǎn)云 否

38、 是 所有曲面都滿足連續(xù)性的要求 檢查曲面連續(xù)性 編輯曲面 否 創(chuàng)建曲面 是 圖2-10 曲面構(gòu)建的一般流程 2.6.2 幾個(gè)關(guān)鍵曲面的構(gòu)建 （1） 較光滑平面的獲得 在圖2-9中通過(guò)曲線構(gòu)建得到兩條相互垂直的B-樣條曲線，通過(guò)延長(zhǎng)命令使兩條曲

39、線長(zhǎng)度符合要求，如圖2-11。 圖2-11 樣條曲線 然后，對(duì)樣條曲線進(jìn)行控制點(diǎn)調(diào)整，盡可能使得樣條曲線和點(diǎn)云之間的偏差較小。調(diào)整好之后就要利用掃掠命令掃掠出所需曲面。在掃掠的過(guò)程中，要正確選擇路徑曲線和輪廓曲線，如圖2-12為掃掠命令和掃掠出的曲面。 圖2-12 掃掠曲面操作 （2） 圓柱體側(cè)面的構(gòu)建 將圖2-8得到的圓和圓弧兩條樣條曲線編輯后，以圓周為路徑曲線，圓弧為輪廓曲線進(jìn)行掃掠，得到圖2-13的掃掠曲面。 圖2-13 圓柱體側(cè)面掃掠曲面 （3） 曲線拉伸構(gòu)建曲面 在對(duì)凹槽里的面和弧形面進(jìn)行構(gòu)建時(shí)不適合用掃掠曲面的方式來(lái)進(jìn)行操作，就可以選擇用一

40、條曲線縱向拉伸來(lái)獲得曲面。對(duì)圖2-7里的樣條曲線進(jìn)行拉伸操作可得到圖2-14的曲面，其中拉伸長(zhǎng)度根據(jù)鍛件的尺寸選為20mm，拉伸方向根據(jù)點(diǎn)云的合適位置選為X方向。 圖2-14 拉伸曲面 2.6.3 曲面的質(zhì)量 （1） 編輯曲面 要保證曲面質(zhì)量，即曲面與點(diǎn)云的實(shí)際誤差要小于0.1000mm。在掃掠或拉伸出曲面后應(yīng)當(dāng)對(duì)曲面進(jìn)行編輯，使其盡量與點(diǎn)云靠攏直至重合。以掃掠出的平面曲面為例，先對(duì)曲面的B樣條重新分配，把階數(shù)和跨度調(diào)到適當(dāng)?shù)闹?。然后，修改樣條曲線的控制點(diǎn)和曲線節(jié)點(diǎn)使曲面不斷向點(diǎn)云靠攏，如圖2-15所示。這是一個(gè)比較精細(xì)耗時(shí)的過(guò)程。 圖2-15 曲面編輯 （2）曲面質(zhì)量

41、評(píng)估 圖2-16顯示了在所創(chuàng)建曲面外的點(diǎn)在法向距離曲面的分布。從顯示的情況來(lái)看，掃掠面的點(diǎn)云在法向距離曲面的數(shù)值較小，符合精度。 圖2-16 曲面質(zhì)量評(píng)估 2.7 曲面倒角 Imageware中將各個(gè)曲面構(gòu)建完成后，就要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理，讓其連接在一起，如橋接、匹配、合并曲面、倒曲面圓角等。這里著重說(shuō)倒曲面圓角。下面以轉(zhuǎn)向臂較小頭部?jī)蓚€(gè)側(cè)面的倒曲面圓角為例。 首先，執(zhí)行命令構(gòu)建/倒角/曲面，在彈出的對(duì)話框中選擇要倒圓角的曲面，并對(duì)照點(diǎn)云選取合適的圓角半徑，最后形成如圖2-17所示的圓角。 其次，進(jìn)行曲面質(zhì)量評(píng)估。圖2-18顯示了在曲面圓角外的點(diǎn)在法向距離曲面的分布。從顯示的

42、情況來(lái)看，掃掠面的點(diǎn)云在法向距離曲面的數(shù)值較小，符合精度。否則要通過(guò)調(diào)節(jié)圓角半徑，以及曲面的交線來(lái)提高圓角曲面的質(zhì)量。 這個(gè)過(guò)程受創(chuàng)建曲面步驟的影響很大，如果曲面創(chuàng)建的質(zhì)量不高，或者曲面的交線不合理，會(huì)嚴(yán)重影響圓角曲面的質(zhì)量。由于在創(chuàng)建曲面時(shí)，很難做到十分的精確，所以此時(shí)要不斷的修改曲面，主要是為了得到合理的交線。 圖2-17 創(chuàng)建圓角曲面 圖2-18 圓角曲面的評(píng)價(jià) 2.8 曲面的修剪 各個(gè)區(qū)域都創(chuàng)建完以后，就要修剪曲面，將多余的部分刪除。首先，將每個(gè)過(guò)渡曲面邊界的曲線投影到相鄰的曲面上，此時(shí)要視情況選擇是沿著曲面法向還是視圖向量來(lái)投影，如圖2-19所示。其次，利用命令

43、修改/分割/分割曲線，用點(diǎn)分割以及捕捉端點(diǎn)的方式，將曲線在相交處剪斷，如圖2-20所示。最后，利用命令修改/修剪/修剪曲面區(qū)域，將多余的曲面修剪掉，如圖2-21所示。 圖2-19 投影曲線到曲面上 圖2-20 修剪曲線 圖2-21 修剪曲面 2.9 整體曲面質(zhì)量評(píng)估 經(jīng)過(guò)以上的操作步驟后，最終得到轉(zhuǎn)向臂的CAD曲面模型，如圖2-22、2-23所示。 圖2-22 俯視圖 圖2-23 側(cè)視圖 轉(zhuǎn)向臂CAD曲面構(gòu)建出來(lái)以后可以將其與原先的點(diǎn)云進(jìn)行比較，即比較曲面與點(diǎn)云的偏差，如圖2-24所示。 圖2-24 設(shè)定參數(shù) 參數(shù)設(shè)定好后檢測(cè)結(jié)果如圖2-

44、25所示。 圖2-25 點(diǎn)云和曲面的偏差 從上圖中可以看出，大部分曲面都是綠色的，這表示偏差較小，而黃色、藍(lán)色大都出現(xiàn)在曲率變化較大的區(qū)域，這是由于在創(chuàng)建曲面時(shí)，此區(qū)域的曲面編輯較為困難，不容易保證精度；從整體來(lái)說(shuō)構(gòu)建的曲面與點(diǎn)云的偏差較小。由圖可知，點(diǎn)云到曲面之間的偏差的絕對(duì)值的最大值不超過(guò)1，符合要求。 3 創(chuàng)建實(shí)體數(shù)據(jù)模型 CAD曲面模型建立并進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)后，接著就要被導(dǎo)入U(xiǎn)G NX6.0進(jìn)行縫合，最終得到三維實(shí)體數(shù)據(jù)模型。首先將IMW格式的曲面模型轉(zhuǎn)換為x_t格式的模型，以便在NX6.0里被讀取。文件被打開(kāi)后運(yùn)用縫合的命令對(duì)相鄰

45、曲面片體逐一縫合，選公差值為0.5000，如圖3-1所示。 圖3-1 曲面片體縫合 所有曲面片體縫合完畢之后，就要對(duì)模型進(jìn)行檢測(cè)，如圖3-2所示。如檢測(cè)有未縫合的面，則要繼續(xù)縫合，有多余的面則要?jiǎng)h除，最終得到一個(gè)三維實(shí)體模型，如圖3-3所示。 圖3-2 模型檢測(cè) 圖3-3 轉(zhuǎn)向臂三維實(shí)體模型 4 轉(zhuǎn)向臂反向工程總結(jié)與展望 4.1 全文總結(jié) 本文深入探討了反向工程的基本理念以及基于反向工程技術(shù)的轉(zhuǎn)向臂的CAD曲面重建過(guò)程，并最終通過(guò)UG得到三維實(shí)體模型的問(wèn)題。 （1） 在高科技日益發(fā)展的今天，反

46、向工程技術(shù)具有很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 （2）轉(zhuǎn)向臂CAD曲面重構(gòu)技術(shù)在Imageware12.1中的具體體現(xiàn)：點(diǎn)云數(shù)據(jù)的預(yù)處理，包括誤差點(diǎn)、噪聲點(diǎn)的剔除，點(diǎn)云數(shù)據(jù)平滑、光順以及最終點(diǎn)云數(shù)據(jù)的坐標(biāo)定位；關(guān)鍵曲線的創(chuàng)建，包括如何提取關(guān)鍵的界面線點(diǎn)云，截面點(diǎn)云的參數(shù)后處理，關(guān)鍵曲線的擬合，曲線參數(shù)化模型修改等；CAD曲面的重構(gòu)，包括曲面的創(chuàng)建，曲面參數(shù)化修改，曲面質(zhì)量的評(píng)估，曲面的倒圓角以及多個(gè)面相交過(guò)渡處的處理；曲面的評(píng)估。包括關(guān)鍵的參數(shù)設(shè)定以及分析。 （3）UG NX6.0強(qiáng)大的功能為三維實(shí)體模型提供了有利條件。 4.2 結(jié)論 反向工程在制造業(yè)得到越來(lái)越廣泛的運(yùn)用，反向工程的一些關(guān)鍵技術(shù):如數(shù)

47、字化技術(shù)、反向設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)已日益完善。今后反向工程將在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中發(fā)揮更大的作用。Imageware軟件是一個(gè)專(zhuān)業(yè)的反向設(shè)計(jì)軟件，具有十分豐富的反求設(shè)計(jì)功能，可以高效、高精度的構(gòu)建CAD模型。 本文借助于現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)條件，運(yùn)用反向工程（RE）軟件對(duì)煤轉(zhuǎn)向臂進(jìn)行CAD模型的重構(gòu)，在使用Imageware建立轉(zhuǎn)向臂的CAD曲面時(shí)，作者對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行了數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化、誤差點(diǎn)去除、關(guān)順處理等操作，為后來(lái)數(shù)據(jù)處理的高效性和最終模型的精度提供了保證。 在制造領(lǐng)域，采用反向工程技術(shù)可以快捷的制作產(chǎn)品模型，并對(duì)外形進(jìn)改良，可以得到形狀美觀，符合使用要求的產(chǎn)品，從而縮短研發(fā)的周期，提高經(jīng)濟(jì)效益。 4.

48、3 展望 反向工程屬于一門(mén)開(kāi)拓性、綜合性、實(shí)用性較強(qiáng)的技術(shù)，屬于新興的交叉學(xué)科分支，其不僅僅只在于仿制，更多的是進(jìn)一步創(chuàng)新。在很多領(lǐng)域西方發(fā)達(dá)國(guó)家都領(lǐng)先于我們，而反向工程技術(shù)恰好為我們提供了一些學(xué)習(xí)創(chuàng)新的機(jī)會(huì)。我們可以應(yīng)用這一技術(shù)去提高我們工業(yè)生產(chǎn)的水準(zhǔn)，去縮短別人的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 1 [參考文獻(xiàn)] [1] 單巖，謝斌飛. Imageware逆向造型技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.1-9. [2] 成思源.逆向工程技術(shù)綜合實(shí)踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.12-17. [3] 金濤，童水光.逆向工程及技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.2-3.

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