逆向工程作业.doc

第一大题 填空题（本部分总分30分，每空2分）第二大题 名词解释（本部分总分20分，每题4分）第三大题 问答题（本部分总分50分，每题10分）1.什么是逆向工程，什么是实物逆向工程？答：逆向工程也称反求工程，反向工程，它起源于精密测量的质量检验，是设计下游向设计上游反馈信息的回路。实物逆向工程师将实物转变为CAD模型相关的数字化技术，几何模型重建技术和产品制造技术的总称，是将已有产品和实物模型转化为工程设计模型和概念模型，并在此基础上对已有产品进行解剖、创造的过程。2.照来源不同，逆向工程分为哪三种类别？答：按照来源的不同，逆向工程可以分为：事物你想、软件逆向和影响逆向。3.逆向工程的应用领域哪些？答：在对产品外形的美学有特别要求的领域；当设计需要通过实验测试才能定型的工件模型；在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，在对零件原型进行测量的基础上，形成零件的设计图纸或CAD模型，并为此为依据生成数控加工的NC代码或快速原型加工所需的数据，复制一个相同的零件；在模具行业，常需要通过反复修改原始设计的模具型面，以得到符合要求的模具；很多物品很难用基本几何来表现预定义；、逆向工程在新产品开发、创新设计上同样具有相当高的应用价值；、逆向工程也广泛用于修复破损的文物、艺术品，或缺乏供应的损坏零件等；、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，需要先建立人体的几何模型；、在RPM的应用里，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始制造的原型产品进行快速、准确的测量，找出产品设计的不足，进行重新设计，经过反复多次的迭代可使产品完善。4.逆向工程中物体表面三维数据的获取方法有哪些？答：根据测量探头是否和零件表面接触，逆向工程中物体表面三维数据的获取方法基本上可分为两大类：接触式和非接触式。根据测头的不同，接触式又可分为触发式和连续式；非接触式按其原理不同，又可分为光学式和非光学式。其中，光学式包括三角形法、结构光法、计算机视觉法、激光干涉法、激光衍射法等；而非光学式则包括CT测量法、MRI测量法、超声波法、层析法等。5.三坐标测量机的测量原理是什么？答：将被测物体置于三坐标机的测量空间，可获得被测物体上个测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算可求出被测对象的几何尺寸、形状和位置。6.三坐标测量机有什么组成？答：1、主机，包括框架结构、标尺系统、导轨、驱动装置、平衡部件及转台与附件；2、三维侧头，即是三维测量传感器，它可在三个方向上感受瞄准信号和微小位移瞄准和侧位两项功能；3、电力系统，包括电气控制系统、计算机硬件部分、测量机软件、打印和绘图装置。7.按自动化程度，三坐标测量机分为哪几类?答：1数字显示及打印型、2带小型计算机的测量机、3计算机数字控制性8.按测量范围，三坐标测量机分为哪几类？答：小型坐标测量机、中型坐标测量机、大型坐标测量机9.接触式测头主要应用与哪些场合，有什么优点和缺点？答：接触式测头主要应用场合：（1）零件所被关注的是尺寸。空间或位置，而并不强调其形状误差；（2）当你确信你所用的加工设备有能力加工出形状足够好的零件，而注意力主要放在尺寸和位置精度时，接触式触发测量是合适的；（3）触发测头体积小，适用于当测量空间狭窄的部件 .接触式测头的优点和缺點是：（1）适用于空间棱柱式物体及已知表面的测量；（2）通用性强：（3）有多种不同类型的触发测头及附件供采用；（4）采购及运行成本低;(5)应用简单；（6）适用于尺寸测量及在线应用；（7）坚固耐用；（8）体积小易于在窄小空间应用；（9）由于测点时测量机处于匀速直线低速运行状态，测量机的动态性能对测量精度影响较小。 缺点是：测量取点率低10.扫描测头主要应用与哪些场合，有什么优点和缺点？答：扫描测头主要应用场合：（1）有形状要求的零件和轮廓的测量：（2）对未知曲面的扫描 扫描测头的优点是：（1）适用于形状和轮廓测量；（2）采点率高；（3）高密度采点保证了良好的重复性，再现性；（4）更高级的数据处理能力 扫描侧头的缺点：（1）比触发测头复杂；（2）对离散点的测量较触发测头慢；（3）高速扫描时由于加速度而引起的动态误差大，不可忽略，必须加以补偿；（4）测尖的磨损必须注意 11.测头的选择原则有哪些？答：测头选择的原则有：（1）在可以应用接触式测头的情况下，慎选非接触式触头；（2）在只测尺寸、位置要素的情况下，应尽量选用接触式触头；（3）在考虑成本满足要求的情况下。尽量选用接触式触头；（4）对形状及轮廓精度要求较高的情况下，选用非接触式触头；（5）扫描式测头应当可以对离散点进行测量；（6）考虑扫描式测头与触发式测头的互换性；（7）易变形零件、精度不高的零件、要求超大量数据的零件的测量，优先考虑非接触式触头；（8）要考虑软件、附加硬件的配套。12.简述三坐标测量机的测量过程?答：三坐标测量机的测量过程如下：1、量前的准备：（1）校准探针；（2）工件找正2、数据测量规划沿着特征方向走，顺着法向采。（1）规则形状的数据采集规划，（2）自由曲面的数据采集规划13.在被测对象装配体进行分解时，应遵循哪些原则？答：在对被测对象装配体进行实物分解时，应遵循哪些原则：1充分考虑被测对象各个零件之间的相互位置关系；2在进行实物分解时，应仔细研究它的装配工艺，再按照其装配工艺的逆方向进行分解。3在有条件的情况下，将分解后的零件摆放在夹具或检具上，特别是一些塑料件和一些易变形的零件，防止其摆放位置的不准确，在自身重力的影响下造成变形。4对一些质地柔软的零件，在测量时，还需将其返回到原位再进行测量。14.三坐标测量机测量误差的影响因素有哪些？答：三坐标系测量机测量误差的影响因素有：（1）检测工件的状态及环境；（2）温度条件；（3）振动；（4）温度；（5）供电电源；（6）压缩空气15.非接触式测量分为哪几类，并对各类方法进行简要比较。答：非接触式测量可分为：（1）激光三角法；（2）结构光法；（3）工业CT法；（4）核磁共振法；（5）超声波法；（6）层析法等。16.影响数据测量的误差及精度的主要因素有哪些？答：影响数据测量的误差及精度的主要因素有：（1）物体自身的音速；（2）标定的因素；（3）摄像机的分辨率；（4）可测性的问题；（5）参考点的误差；（6）测量探头半径补偿误差17.在采用三点定位对齐测量方法时，基准点的选择及测量应遵循哪些原则？答：（1）当误差相同时，三点构成的三角形的面积越大，相对误差越小，即基准点的选择距离越远，测量误差对数据对齐的影响越小：（2）在测量误差呈正态分布的情况下，三条变的误差趋于相同，为使各个点的影响相同，相对误差趋于相同，即基准点的选取应尽量接近等边三角形；（3）基准点的位置应尽量选择在探头易接触和不会变形的地方，位置标记记号应尽可能小，这样可以使每次探头的触点落在相同的位置，减少视觉误差；（4）同一基准点的测量，探头应尽量在同一方向接触，按相同方式补偿；同时，应反复测量几次，取几次测量的平均值；多次测量应尽可能在相同环境中完成，同时检查机的零位，避免温度误差。18.简述多视数据进行统一的算法步骤？答：多视数据进行统一的算法步骤如下：步骤一，对每个数据集建立三角网；步骤二，建立切割平面切割多个数据集；步骤三：找到切割平面之间的交点，用相等面片举例和建个建立三角网络；步骤四，对两个相邻面片的重叠区域，基于不同交点的线性插值计算新的数据点，组合没有重叠部分的切片数据。19.什么是跳点，判断跳点的方法有哪些？答：跳点-在同一截面的数据扫描中，存在一个点与其相邻的点偏距较大，则该点可视为跳点。20.点云的平滑处理方法有哪些？答：（1）：简单平均法（2）：加权平均法（3）：线滑动平均法21.散乱数据的自动分割方法有哪些？答：（1）：多域构建（2）：边界识别（3）：网格面片成组法22.矩形域参数曲面的拟合方法的曲面重构方法有哪些？答：Coons曲面、Bezier曲面、B样条曲面和NURBS曲面23.简述曲线逼近法的逼近过程？答： ：指定允许误差；：设定控制点数；：最小二乘法求参数曲线美 ：最大距离（是否）小于允许误差，是下一步，否的回到第三；：完成曲面构建。24.对数据点进行参数化的方法有哪些？答：均匀参数化法、积累弦长参数化法、向心参数化法、修正弦长参数化法25.在用B样条曲线对数据点进行整体逼近时，常用的两种方案有哪些？答：方案一：由最少的或一个小数目的控制顶点开始；用整体拟合方法将数据点拟合一条逼近曲线；检查逼近曲线对数据点的偏差；如果偏差处处小于给定误差界E，则返回；否则增加控制定点的数目，转到步骤；方案二：由最大的或一个大数目的控制顶点开始，以致第一次逼近就满足精度误差e；用整体拟合方法将数据拟合一条逼近曲线；检查逼近曲线对数据点的偏差；如果不满足，且步骤未执行，则转到步骤，如步骤已执行，返回上次结果，否则减少控制顶点的数目，转到步骤26.基于曲线的曲面曲线重构方法有哪些？答：旋转曲线、线性拉伸曲线、直纹面、扫描面、网格曲面、边界曲面、填充曲面27.作为基本曲面的条件有哪些？答：唯一的局部映射性质、光顺和封闭、基本曲面的参数化28.主要的曲面编辑方法有哪些？答：等半径倒圆角曲面、变半径倒圆角曲面、等厚度偏移曲面、变厚度偏移曲面、混合曲面、延伸曲面、修剪曲面、拓扑连接曲面29.曲面光顺性的评价方法有哪些？答：常用的方法有：高斯曲率、截面曲率、切矢、双向曲率和法相曲率等，另外还有反射法、高光线法、等照度法和焦点曲面法30.从功能和应用目标考虑，一个完整的集成逆向工程系统应具有哪些特点和要求？答：1、逆向工程与CAD/CAM/CAE系统采取一宗柔性集成的方案，支持不同应用的要求；2实物的数字化（包括模型检测）应是一种指导下行为；3系统具有统一的数据模型；4支持异地过程。31.目前，应用逆向工程进行产品设计的方式有哪些？答：1、一种是由设计师、美工师实现设计好产品的油泥或木制模型，由坐标测量机将模型的数据扫入，在建立计算机模型，如汽车外形覆盖件。2、另一种是针对已有的产品实物零件，也就是常说的仿制。仿制是一种最低层次的逆向工程。如果对方的产品失手专利保护的，则这种仿制是一种不合法的行为32.集成逆向工程系统框架组成是什么？ 33逆向工程创新设计过程是什么？34.曲线、曲面的类型有哪些？答:曲面的类型：自由曲面、平面、球面、柱面、锥面和过渡曲面35.什么是A级B级C曲面?答：a级曲面:即G2连续。在曲面线在相切的基础上再曲率相等。A级曲面应用在一些特别要求的场合,满足功能及审美的要求。比如车身，要充分考虑到风阻系数、反射等。b级曲面:曲面线在相接处仅仅是相切，即斜率相同。一般家电产品G1即可。不可盲目的追求A级曲面，因为过高的外观要求意味着过高的制造成本。36.什么是曲线的 G0、G1 、G2连续?答：G0连续又叫点连续。是指曲线或曲面与任意平面交线是连续曲线，没有断点，既曲线方程连续。对曲面来说,说白了就是没有裂缝。G1连续又叫相切连续。是指曲线或曲面与任意平面交线平滑无折点（相切），既曲线方程一阶导数连续。对曲面来说,说白了就是处处圆滑相切，没有楞，显示曲率时颜色有突变。G2连续又叫曲率连续。是指曲线或曲面与任意平面交线的各点曲率连续，作曲率分析的曲线是连续曲线，无断点。37.什么是曲线的控制点，节点，曲线的阶次和段数，曲线的光顺性共同点?曲线的控制点：在曲线控制测量中，为控制曲线形状而必须要设立的点节点：该绘点命令在指定几何对象上绘制一系列等距离的点。几何对象可以为线、圆弧、圆38.什么是IGES,STEP?答：答：IGES：j; gIGES(又称IGS)是三维绘图及加工软件通用转换格式,可以把SW文件转换为IGES,然后通过PROE来读进IGES即