逆向工程技术课件.pptxVIP

;习;学习内容;逆向工程;1.逆向工程概述;一般工业产品开发是从确定预期功能与规格目标开始，构思产品结构，然后进行每个零部件的设计、制造以及检验，再经过装配、性能测试等程序完成整个开发过程，每个零部件都有设计图纸，按确定的工艺文件加工。这种开发模式称为预定模式（prescriptivemodel），此类开发工作称为正向工程（forwardengineering）或正向设计，产品正向开发的流程如图8-1所示。;逆向工程;目前，针对已有样件（尤其是包含有复杂不规则自由曲面的样件），可利用三维数字化测量仪器准确、快速地测量出产品外形数据，在逆向软件中构建曲面模型，再输入CAD/CAM系统进一步编辑、修改，由CAM生成刀具NC代码（加工路径）送至数控机床（CNC）制作所需模具，或者由快速成型机（RP）将样品模型制作出来，其流程如图8-2所示。;逆向工程主要包括以下四个步骤：;逆向工程大致应用在以下几种情况：;艺术品、考古文物的复制。

人体中的骨头和关节等的复制、假肢制造。

特种服装、头盔的制造要以使用者的身体为原始设计依据，此时，需首先建立人体的几何模型。;（7）在快速原型制造（RPM）中，逆向工程的最主要表现为：通过逆向工程，可以方便地对快速原型制造的原形产品进行快速、准确的测量，找出产品设计的不足，进行重新设计，经过反复多次迭代可使产品完善。;;2.逆向工程系统及工作原理;逆向工程系统组成;（5）CAE软件;逆向工程的测量技术;测量方式;接触式测量的缺点有：;（2）非接触式测量;但非接触式测量也还存在一些缺点：;表8-1激光扫描非接触测量和三坐标测量机接触测量的技术特点比较;2．测量设备;图8-5 三坐标测量机的主机结构;CMM是典型的接触式测量系统，一般采用触发式接触测量头，一次采样只能获取一个点的三维坐标值。;多轴关节式机械臂

机械臂（Robot）也属于接触式测量仪。这种测量机几乎不受方向限制，可在工作空间做任意方向的测量。精度不高为其主要缺点，一般常用于大型钣金件模具的逆向工程测量。

激光扫描测量仪

激光扫描测量仪用于非接触式测量。四自由度激

光扫描测量仪工作台具有线性位移及旋转的功能，可带???CCD测头做逐线扫描，并配合工件的旋转完成多角度扫描的功能，基本上只要决定点的密度、扫描范围即可，

若遇到不感光或是全反射的PPT表课件面，则必须喷漆或另外处27理。;（4）激光跟踪测量系统;3．接触式测头及工作原理;（1）硬式测头;（3）模拟式测头

模拟式测头接触工件时会有侧向位移，光栅尺被感应，产生电压变化，此模拟电压信号转换成数字信号送入处理器记录下来，这种测量方式称为模拟式测量。;图8-9;;图8-10

（a）点测量;（1）三角法位移测量原理;(a)直射式结构;图8-11(b)所示为斜射式三角测量原理图。激光器发出的光和被测面的法线成一定角度照射在被测面上，同样用接收透镜接收光点在被测面的散射光或反射光，若光点成像在探测器敏感面上移动x’，则物体表面沿法线方向的移动距离x为：;直射式和斜射式相比各有特点：

① 斜射式可接收来自被测物体的正反射光。直射式由于其接收散射光的特点，适合于测量散射性能好的表面。

② 斜射式入射光点照射在物体不同的点上，因而无法知道被测物体某点的位移情况，而直射式却可以。

③ 斜射式传感器分辨力高于直射式，但它测量范围小、体积大。;（2）视觉测量基本原理;（3）立体视觉测量技术;产品外形数据是通过坐标测量仪来获取的，一方面，无论是接触式的数控测量机还是非接触式的激光扫描机，不可避免地会引入数据误差，尤

其是尖锐边和产品边界附近的测量数据，测量数据中的坏点，可能使该点及其周围的曲面片偏离原曲面。同时由于实物几何和测量手段的制约，在数据测量时，会存在部分测量盲区和缺口，给后续的造型带来影响。所以需要对测量数据进行平滑处理、不同方位测量的多视数据进行对齐定位、不同特征区域的数据进行分割。;1．数据平滑

数据平滑的目的是消除测量噪声，以得到精;2．多视数据对齐定位;3．数据分割;模型重建技术;曲线拟合造型;曲线修编

对曲线进行修形操作，:修补由于测量数据的不完整

带来的拟合曲线缺陷;具有完整、连续、光滑的特点，以保证生成曲面的光顺性。

基于曲线的曲面重建

在曲线造型完成后，可以通过不同曲面造型方

法，进行曲面模型的重建工作，主要的曲面造型方式有：边界曲线、N边曲面、平行曲面、扫掠、混合、旋转、拉伸（Extend）和直纹面等。;曲面拟合造型;曲面编辑

曲面延伸、曲面修剪、曲面参数重新定义等，

点数据网格化

模型多采用曲面表示，造型系统也多为曲面造型系统。但在曲面转换为实体时，常常会出现一些问题。 网格化实体模型表示物体形状能实现计算的自动化和少的冗余;模型精度的评价

模型精度评