逆向工程毕业设计总结

1 / 26逆向工程毕业设计总结篇一：逆向工程之毕业设计西南科技大学毕业设计题目名称：风扇叶片的非接触测量和三维建模研究年 级：XX 级 本科 专科 学生学号：XX5659学生姓名：都方军 指导教师：乐莉 学生单位：制造科学与工程学院 技术职称：副教授 学生专业：机械0408 教师单位：制造学院西 南 科 技 大 学 教 务 处 制风扇叶片的非接触测量和三维建模研究摘要： 随着计算机技术的迅速发展，计算机三维造型技术特别是逆向工程技术在工业 上已经得到了广泛的应用。为了解决风扇叶片难以精确测量的问题，本文研究了风扇叶 片外形的逆向工程造型方法，并对逆向工程概念、方法进行系统的阐述。通过光学扫描 仪的非接触测量获取风扇叶片表面的云状数据,并利用 imageware 和 geomagic软件对测 量数据进行处理,且基于 nurbs 曲面重构理论进行叶片造型表面重构,最终实现了风扇的 曲面重构，产生风扇的三维模型及二维图。与传统的正向设计方法相比,该方法提高了 工作效率,缩短了新产品的开发周期。关键词：逆向工程； 非接触测量； 点云； 建模2 / 26fan blade non-contact measurement and 3d modelinggeomagic, the measurement data is processed and nurbs surface reconstruction based on the theory blade shape surface reconstruction, the ultimate realization of a fan surface reconstruction, being designed with the traditional method, the method improves the working efficiency, shorten the development cycle of new products. key words: reverse engineering;non-contact measurement; point cloud; modeling 目录第 1 章 绪论.1引言.1课题提出的背景及意义.1逆向工程在国内外研究状况.1逆向工程的原理及特点.3 / 26.2逆向工程的流程及应用领域.3课题的目的及意义.5研究内容.5第 2 章 逆向工程软硬件设备及过程.5扫描设备.5点云处理软件.8曲面处理软件.8实体建模软件.104 / 26实体三维数据的扫描.12点云处理.13曲面重构.14实体建模.19后续加工处理.20第 3 章 建立风扇叶片数模的具体步骤.22风扇叶片逆向开发的流程.22模型分析.22扫描.5 / 26.22点云数据处理.34清除噪点. 手动注册.35全局注册.36合并.36补洞.37边界优化.36 / 267简化数据及保存.37曲面造型.38对齐点云.39建立圆柱面.40建立球面.40建立球底面.40偏移球面及上下底面.41剪切中间凹槽及洞.41建立小圆柱及洞.427 / 26提取一个叶片及建立曲面.42偏移扇叶曲面并倒角.43建立另外 2 个叶片面.43数据转化导出通用格式.44实体造型.44数据导入.45曲面缝合及模型实体化.46产生风扇叶片的二维图.46结论.48参考文献.8 / 26.53致谢.54 篇二：逆向工程毕业设计开题报告毕业论文开题报告题 目 某典型零件的逆向工程与注塑模设计学生姓名学号所在院专业班级指导教师2016 年 3 月 5 日篇三：逆向工程的毕业设计目录毕业设计 . 错误！未定义书签。0 摘要 .9 / 26. 11 逆向工程 .2定义 . 2逆向工程的研究与发展 . 3逆向工程系统 . 410 / 26逆向工程的关键技术 . 4逆向工程与正向工程的区别 . 6逆向工程的应用 . 72 maxscan 激光扫描仪 . 83 geomagic studio . 10411 / 26imageware . 135 其它 . 146 后记 . 140 摘要随着中国加入 wto，经济迅速发展，改革开放不断深入，工业发展越来越快，就要求我们能够快速制造，提高生产力，从而降低成本，基于 maxscan 逆向工程就是在12 / 26这个大背景下迅速发展起来的，它是通过扫描小物体，获取点云数据，再通过一些软件处理，得到我们想要的东西。逆向工程，也有称逆向技术，是通过对某种产品的结构、功能、运作进行分析、分解、研究后，制作出功能相近，但又不完全一样的产品过程。逆向工程可能会被误认为是对知识产权的严重侵害，但是在实际应用上，反而可能会保护知识产权所有者。例如在积体电路领域，如果怀疑某公司侵犯知识产权，可以用逆向工程技术来寻找证据。1 逆向工程定义 逆向工程是对产品设计过程的一种 描述。在 XX 年初，我国相关的法律为逆向工程正名，承认了逆向技术用于学习研究的合法性。在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从设计到产品的过程，即设计人员首先在大脑中构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后在详细设计阶段完成各类数据模型，最终将这个模型转入到研发流程中，完成产品的整个设计研发周期。这样的产品设计过程我们称为“正向设计”过程。逆向工程产品设计可以认为是一个从产品到设计的过程。简单地说，逆向工程产品设计就是根据已经存在的产品，反向推出产品设计数据的过程。从这个意义上说，逆向工程在工业设计中的应用已经很久了。比如早期的船舶工业中常用13 / 26的船体放样设计就是逆向工程的很好实例。随着计算机技术在各个领域的广泛应用，特别是软件开发技术的迅猛发展，基于某个软件，以反汇编阅读源码的方式去推断其数据结构、体系结构和程序设计信息成为软件逆向工程技术关注的主要对象。软件逆向技术的目的是用来研究和学习先进的技术，特别是当手里没有合适的文档资料，而你又很需要实现某个软件的功能的时候。也正因为这样，很多软件为了垄断技术，在软件安装之前，要求用户同意不去逆向研究。逆向工程的实施过程是多领域、多学科的协同过程。 软件的逆向工程可以用多种方法实现，主要的三类软件逆向工程是：通过观察信息交换进行分析。主要流行于对协议做逆向工程，它使用总线分析器和数据包嗅探器，例如，为了访问一个总线连接或一个计算机网络连接并揭示其上的通信数据就可以使用这种方法。通过分析总线或网络的活动，做出一个独立的实现用以模拟那些活动。此法对设备驱动的逆向工程特别有用。在进行嵌入式系统的逆向工程时，厂商特意引进的工具有时能产生极大的促进作用，例如 jtag 端口或其他的调试法。在 microsoft windows 中，底层的调试器很受欢迎，例如 softice。使用反汇编器进行反汇编。仅借助机器码助记符读取和理解已经被编译成原始机器码的程序。此法对任何计算机程序都有效，但是相当耗时，特14 / 26别是对于不熟悉机器码的人。interactive disassembler是一个很受欢迎的反汇编工具。使用反编译器进行反编译。对只有机器码或字节码形式的程序，重建高级语言形式的源代码。这种方法得到的源代码结果不是唯一的。逆向工程的研究与发展 1980 年始欧美国家许多学校及工业界开始注意逆向工程这块领域。1990 年初期包括台湾在内，各国学术界团队大量投入逆向工程的研究并发表成果。 逆向工程的硬件最早是运用仿制加工设备，制作出来的成品品质粗糙。后来有接触式扫瞄设备，运用探针接触工件取得产品外型。再来进一步开发非接触式设备，运用照相或激光技术，计算光线反射回来的时间取得距离。逆向工程软件部分品牌包括surfacer、icem、copycad、rapid form 等。逆向软件的演进约略可区分为三个阶段。十一年前在逆向工程上，只能运用 catia 等 cad/cam 高阶曲面系统。市场后来发展出两套主流产品约在七、八年前技术成熟，广为业界引用。到最近四年来，发展出不同以往的逆向工程数学逻辑运算，速度快。 逆向工程在台湾的发展轨迹持续在进行，工研院曾写过一套逆向工程软件，学术界不少研究团队也将逆向工程领域作为研究主题，开发出具不同功能的系统软件，但是最后这些软件都没有真正落实到产业界应用。工研院15 / 26的团队后来也结束逆向工程研究，转而开发其它主题。原有的研发成果后继无人，殊为可惜。1998 年，newpower 启动了逆向工程的一些项目，要求是把客户的现有源代码转变成设计， 如果需要的话，进一步转化成产品需求规约。这恰恰与类似于 v 模型的标准开发过程模型相逆。这样一来，客户就可以容易地维护他们的产品，而不需要想以前那样，每次改动产品都需要直接修改源代码。是指从实物上采集大量的三维坐标点，并由此建立该物体的几何模型，进而开发出同类产品的先进技术。逆向工程与一般的设计制造过程相反，是先有实物后有模型。仿形加工就是一种典型的逆向工程应用。目前，逆向工程，逆向工程的应用已从单纯的技巧性手工操作，发展到采用先进的计算机及测量设备，进行设计、分析、制造等活动，如获取修模后的模具形状、分析实物模型、基于现有产品的创新设计、快速仿形制造等。通俗说，从某种意义上说，逆向工程就是仿造。这里的前提是默认我们传统的设计制造为“正向工程” 。软件的逆向工程是分析程序，力图在比源代码更高抽象层次上建立程序的表示过程，逆向工程是设计的恢复过程。逆向工程工具可以从已存在的程序中抽取数据结构、16 / 26体系结构和程序设计信息。逆向工程系统 目前研究或应用中的系统可分以下几类：针对具体应用开发的系统开发了一种针对机械零件识别的逆向工程系统，此系统只能识别由平面组成的零件。开发了基于微机的逆向工程系统主要用于仿制空军部门淘汰的零件。专用曲面拟合软件系统曲面拟合是逆向工程的关键过程，开发了拟合 3d 激光扫描数据的软件包，数据点被交互的划分区域，拟合曲面输入通用 cad 系统进行相交、延伸、过渡、建立完整的 cad 模型。此系统只处理标准的二次曲面。与商用 cad 系统的结合有些系统直接把数字化系统与商用 cad 系统结合，kwok 开发的系统将 cmm 与 autocad结合起来，每测一个点的坐标，自动转化为 iges 格式，系统具有实时可视化功能。测量与拟合的集成以上系统中数字化与曲面拟合是两个分离的过程，为了提高测量精度，用拟合结果指导测量，减少测量数据，出现了测量与拟合的集成系统。liang-chia 提出的集成系统，首先由用户交互地划分测量边界，每个面片的测量中实时进行 b2 样条曲面拟合，用拟合结果进行下一个测量点17 / 26的位置预测，用实测值与预测值的误差控制测量精度和拟合精度。与快速原形制造的结合缩短产品制造的周期是逆向工程的目的之一，近年来出现了数字化系统直接用子制造的逆向工程与快速制造的集成系统，jones c 开发了由激光扫描结果产生螺旋线数控加工路径的系统。逆向工程的关键技术当前使用的逆向工程系统存在以下不足之处：大多数系统是针对具体的应用而开发，数据处理往往针对特定的测量设备、测量对象，通用性差。曲面拟合系统大多是对于代数二次曲面，对自由曲面，特别是由大数据量散乱点拟合自由曲面，系统一般没有此功能数据区域分割往往要交互操作，降低了 cad 建模的速度，自动化程度低；系统集成化程度低，有些系统只侧重与曲面的拟合，有些系统只侧重于与特定制造技术的结合，系统只包含简单几何数据，不符合现代设计制造的并行思想。 几何建模是逆向工程的关键环节，同时也是影响逆向工程速度的瓶颈问题，因此，提高逆向工程几何建模的自动化程度和通用性是目前逆向工程研究的一个重点方向。作者提出了一18 / 26种逆向工程几何建模自动化系统，具有体现设计意图的特征建模的特点，数据点的组织方式不限，输出的 b-rep 模型与现有商用 cad 系统完全兼容。系统的关键技术在于特征的自动提取、组合自由曲面的光滑连接。提高系统的集成性，有些情况 cad 模型并不是必需的，或者为了最快的制造产品，需要数字化系统与 cmm 的直接结合；另外，有些产品需要多次进行 cae 分析，由数据点直接产生 cae 模型，可极大地提高产品的设计、分析过程，在上一节已有一些西南科技大学毕业设计题目名称：风扇叶片的非接触测量和三维建模研究年 级：XX 级 本科 专科 学生学号：XX5659学生姓名：都方军 指导教师：乐莉 学生单位：制造科学与工程学院 技术职称：副教授 学生专业：机械0408 教师单位：制造学院西 南 科 技 大 学 教 务 处 制风扇叶片的非接触测量和三维建模研究摘要： 随着计算机技术的迅速发展，计算机三维造型技术特别是逆向工程技术在工业 上已经得到了广泛的应用。为了解决风扇叶片难以精确测量的问题，本文研究19 / 26了风扇叶 片外形的逆向工程造型方法，并对逆向工程概念、方法进行系统的阐述。通过光学扫描 仪的非接触测量获取风扇叶片表面的云状数据,并利用 Imageware 和 geomagic软件对测 量数据进行处理,且基于 NURBS 曲面重构理论进行叶片造型表面重构,最终实现了风扇的 曲面重构，产生风扇的三维模型及二维图。与传统的正向设计方法相比,该方法提高了 工作效率,缩短了新产品的开发周期。关键词：逆向工程； 非接触测量； 点云； 建模Fan Blade non-contact measurement and 3D ModelingAbstract： With the rapid development of computer technology, Three-dimensionalcomputer modeling technology, especially the reverse engineering technology in the industry, has been widely used. Fan Blade difficult to solve the issue of accurate measurement, This paper studies the shape of the fan blade reverse engineering modeling method, And reverse engineering concepts, methods and systematic elaboration. By optical scanners access to the non-contact measurement of the fan blade surface cloud of data, with Imageware and20 / 26geomagic, the measurement data is processed and NURBS surface reconstruction based on the theory blade shape surface reconstruction, The ultimate realization of a fan surface reconstruction, Being designed with the traditional method, The method improves the w