逆向工程的现状及进展前景逆向工程也称反求工程或反向工程,是根据已存在的产品或零件原型构造产品或零件的工程设计模型,并在此基础上对已有的产品进行剖析、理解和改进,是对已有设计的再设计。 逆向工程设计实施步骤如下: (1)设计前的准备工作。设计之前应确定设计的整体思路,对实物模型进行系统的分析,划分出模型的特征区,确定模型的基本构成形状的曲面类型,这些关系到相关软件的选择和软件模块的确定。 (2)零件原形的数字化。根据测量对象的特点确定扫描方法以及扫描设备,利用 3D 扫描测量设备来猎取零件实物表面点的三维坐标值。 (3)提取零件的几何特征。按测量数据的几何属性对其进行分割,分割方法一般可分为两类,一类是基于边界分割法,一类是基于区域分割法。区域分割法将相似几何特征的点划为同一区域,具有明确的几何意义,是较为常用的分割方法。 (4)零件 CAD 模型的重建。将分割后的三维数据在 CAD 系统中分别做表面模型的拟合,并通过表面片的拼接猎取零件实物表面的 CAD 模型。 (5)重建 CAD 模型的检验与修正。由于测量得到的数据点往往存在一些数字误差,所以需要对曲面或曲线进行光顺处理,提高曲面质量。另外还要检验重建的 CAD 模型是否满足精度或其他试验性能指标的要求,对不满足要求的应进行适当的调整修改,直至达到零件的标准 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,三坐标测量机便会根据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别要求。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、电磁测量等方式。在逆向工程中最为常用是较为成熟的光学测量方法。其可分为:①基于光学三...