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逆向工程技术在机械领域的应用 逆向工程技术已成为联系新产品开发过程中各种先进技术的纽带， 并成为实现新产品快速开 发的重要技术手段。介绍了逆向工程的概念、技术流程、测量系统、常用软件以及实际应 用。 逆向工程技术 (Reverse Engineering) 是近几年迅速发展起来的一门新兴学科， 也称为反求工程。从广义讲，逆向工程可分为：实物逆向、软件逆向和影像逆向三大类。在 机械领域中， 逆向工程应用主要集中在实物逆向， 即在没有产品零件图纸或者图纸不完整以 及没有 CAD模型的情况下，按照现有零件的实物，利用 3D 测量系统获取数字化信息，再通 过 CAD技术重新构造实物 CAD模型的过程。 它与传统的正向设计有着很大差别。 通过逆向工 程所获得的 CAD模型，再经过 CAM或 RP系统可以复制一个外型尺寸相同的零件实物。逆向 工程与顺向工程如图 1 所示。 逆向工程技术已成为联系新产品开发过程中各种先进技术的纽带， 并成为实现 新产品快速开发的重要技术手段。 一般来说， 逆向工程包括形状反求、 工艺反求和材料反求 等几个方面。在机械领域的实际应用中， 主要包括以下几个方面： ①对已有零件的复制，再 现原产品的设计意图； ②当原始设计不可得时， 用于对已有产品的改型或仿型设计； ③在设 备维修中对个别损坏或磨损零件的复制； ④在美学设计特别重要的领域， 通常采用真实比例 的木制或泥塑模型来评估设计的美学效果， 再通过逆向工程进行设计； ⑤当设计需要实验才 能定型的工件模型时，通常采用逆向工程的方法， 例如， 在航天航空领域， 为了满足空气动 力学等要求， 需要进行风洞实验的产品模型； ⑥数字化模型的检测， 如检验产品的变形分析、 焊接质量以及零件实物与 CAD模型的比较等。 1 逆向工程数据采集技术 数据的采集是指通过特定的测量设备和测量方法获取产品表面离散点的三维 几何坐标数据。 高效、准确地采集到产品表面的三维几何坐标数据， 是实现逆向工程的基础 和关键技术之一。 根据测量的方式不同， 可以将三维测量设备分为接触式和非接触式两大类 型。 1．1 接触式测量系统 接触式三坐标测量机 (Coordinate Measure Machine ，CMM)可谓接触式测量的 代表。接触式三坐标测量机通常是基于受力变形的原理，通过探头测取三维几何坐标数据。 操作者事先设计规划好测量途径与方式， 三坐标测量机便会按照所指定的路径测取三维几何 坐标数据。一般来说，接触式三坐标测量机测量较稳定，易于定位，测量精度高，对被测物 体的材质和色泽没有特殊要求。其主要缺点是测量效率低，测量探头的半径必须进行补偿， 并且有可能会出现探头测不到的盲区。 使用自动测量还有较多的参数必须决定， 包括探头形 状和大小、扫瞄间隔、步进距离、误差容许量、扫瞄速度、扫瞄方向等，这些都过分依赖操 作者的经验，特别是在测量复杂产品零件时， 确定最优的采样策略和路径较困难。 另外，由 于存在测量力，接触式三坐标测量机无法在一些软质表面进行测量。 1 ．2 非接触式测量系统 非接触式测量根据测量原理的不同， 大致有光学测量、 超声波测量、 电磁测