逆向工程关键技术.pdf

第二章 逆向工程 河北联合大学机械学院 程相文 2.1逆向工程概述 2.1.1逆向工程背景 20世纪60 年代，日本为了恢复和振兴经济，提 出科技兴国和大力发展制造业的方针：“一代引进， 二代国产化，三代改进出口，四代占领国际市场”， 并对机床、汽车、电子、光学设备和家电等行业的发 展给予优惠政策。 日本政府和企业普遍认为对别国先进产品和 先进技术的引进、消化、吸收、改进和挖潜，是自身 发展的一条捷径。观点很快被事实验证，由此引发了 逆向设计（Reverse Design）的概念。 2.1.1逆向工程背景 明确提出逆向工程（Reverse Engineering）这个术语 并作为一门学问和实用技术进行系统研究则是近30年的事 情。 逆向工程就专门为制造业提供了一个全新、高效的重构手 段，实现从实际物体到几何模型的直接转换。作为产品设 计制造的一种手段，在20世纪90年代初，逆向工程技术开 始引起各国工业界和学术界的高度重视。 2.1.2逆向工程定义 逆向工程(Reverse Engineering , RE)也称反求工程，是相对 于传统的产品设计流程即所谓的正向工程(Forward Engineering , FE)而提出的。逆向工程常指从现有模型(产品样 件、实物模型等)经过一定的手段转化为概念模型和工程设计模 型，如利用三坐标测量机的测量数据对产品进行CAD模型重构， 或者直接将这些离散数据转化成NC程序进行数控加工而获取成 品的过程。逆向工程是对已有产品的再设计、再创造的过程。 2.1.2逆向工程定义 逆向工程与正向工程的区别 市场调研、设计要求 设 计 制 造 产 品 正向设计是由未知到已知，由想象到现实的过程 已有的产品信息 消化、理解、再创新 新产品 逆向工程是已有设计的设计 2.2逆向工程工作流程 逆向工程由离散数据获取、数据处理与曲面重构、快速制 造三大部分组成（其体系结构如图2.1所示）。包含三维数 据测量、数据预处理和曲线曲面重构三大关键技术。 逆向工程的过程（五个阶段） ： 样件三维数据获取 数据处理 原形CAD模型重建 模型评价与修正 快速制造 2.2逆向工程工作流程 点数据 体素 三维测量 数据处理 建构曲 线曲面 CAM系统 三维 实物样件 NC编程 重构 几何模型 STL 分层 RP 制造 RP-快速成形系统 图1.1 逆向工程体系结构图 2.3逆向工程软硬件 测量设备 逆向设计软件 接触式三坐标测量仪 非触式三坐标测量仪 工业CT测量机 逆向工程软件：Imageware、Raindrop、Geomagic Studio、Paraform、 ICEM Surf、Copy CAD 等 CAD/CAM系统类似模块，UG—Unigrahics、ProE—Pro/SCAM、 Cimatron90—PointCloud等 2.4 逆向工程关键技术 1. 数字化测量 2. 测量数据预处理 3. 三维重构