宁工院CAD与CAM课件第8章 逆向工程技术

第八章逆向工程技术逆向工程（RE，ReverseEngineering)，又称反求技术或逆向设计，是将已有产品模型（实物模型）转化为工程设计模型和概念模型，并在此基础上解剖、深化和再创造的一系列分析方法和应用技术的组合。第一节逆向工程概述一、顺向工程顺向工程的特征：功能导向、对象导向、预定模式、系统开发、所属权系统。二、逆向工程1.逆向工程的四个核心步骤零件原型的数字化从测量数据中提取零件原型的几何特征零件原型CAD模型的构建CAD模型的检验与修正2.逆向工程应用情况在缺少设计文档以及CAD模型的情况下，对零件原型进行测量，形成零件的设计图纸或CAD模型，并以次为依据生成数控加工的NC代码，加工复制零件。设计需要通过实验测试才能定型的零件模型，通常采用逆向工程的方法。在美观设计特别重要的领域。模具工业修复破损的艺术品或缺乏供应的损坏零件等。三、逆向工程的关键技术零件的数字化和计算机辅助反向建模（CRAM）是逆向工程的两项关键技术。零件的数字化是通过特定的测量设备和测量方法获取零件表面离散点的几何坐标数据。CRAM通过对测量数据的处理，提取建模所需的有效数据，对零件进行曲面和实体造型，以得到原型的CAD模型。第二节逆向工程系统组成及工作原理一、逆向工程系统组成一套完整的逆向工程系统包括：

（1）测量探头（2）测量机（3）点数据处理软件（4）CAD/CAM软件（5）CAE软件（6）数控机床（7）快速原型机（8）批量生产设备二、逆向工程前处理逆向工程的首要任务就是取得所需的点数据。1.测量方式（1）接触式测量（2）非接触式测量2.测量设备（1）坐标测量仪（2）多轴关节式机械臂（3）激光扫描测量仪（4）激光跟踪测量系统3.接触式探头及工作原理分为硬式探头、触发式探头、模拟探头等。4.非接触式测量原理及技术（1）三角法位移测量原理（2）视觉测量基本原理视觉测量可使用三种激光光源：点结构光，线结构光，面条纹结构光。（3）立体视觉测量是根据同一个三维空间点在不同空间位置两个（多个）摄象机拍摄的图像中的视差，以及摄象机之间位置的空间几何关系来获取该点的三维坐标值的。三、逆向工程后处理1.曲线与曲面（1）曲面品质要求（2）曲线和曲面的连续性2.点数据预处理分为：点数据前置处理和特征曲线的提取。3.曲线构建与修编4.曲面构建与修编（1）曲面拟合（2）曲面分割（3）曲面修编5.点数据网格化四、逆向工程软件SurfacerGeomagicSTRIM第三节逆向工程应用举例1.获取表面点数据2.点资料的校正定位3.点资料的预处理（1）杂点清除（2）点云坐标校正（3）点资料截面获取（4）点资料修补（5）截面点资料重新排序4.曲线拟合5.曲面构建6.曲面修整7.曲面检测8.三维曲面建立9.快速原型加工校正后的点云第四节快速原型与快速模具快速原型制造（RPM,RapidPrototypingManufacturing)又称为快速出样件技术或快速成形法。采用材料累加的方法逐层制作。一、快速原型的基本原理基本构思是：任何三维零件都可看作是许多等厚度的二维平面轮廓沿某一坐标方向叠加而成。二、快速原型的主要工艺方法1.光固化成形（SLA，StereoLithographyApparatus)

2.薄料叠层（LOM，LaminatedObjectManufacturing)

特点是以片料为材料，利用CO2激光器为能源，用激光束切割片材的边界线，形成某一层的轮廓。3.选择性激光烧结成形（SLS,SelectiveLaserSintering）

用各种粉末为材料，用CO2高功率激光器对粉末进行加热，直至烧结成块。4.熔丝沉积成型（FDM，FusedDepositionModeling)

用线状的热塑性材料为原料，