精典资料-逆向工程

1、逆向工程: 简单的讲就是对现有实物的一种反求. 就这种思维的方法而言，是思维先于实体、实体用于反证思维的逆向逻辑形式，国际称之为逆向工程。 它主要包括三方面:形状反求,工艺反求,材料反求 实施逆向工程的目的是为了更好地实现产品设计的并行工程。增加产品设计的一次成功率，从而缩短周期，降低成本，减少风险，提高质量，增强企业竞争力,消费性产品研发的一般过程,由于加工设备的不断创新,新的工艺往往导至产品外形多样花与个性化!,在形状逆向过程中常用的设备,高精度的台式三坐标,主要用于精密零配件的反求,便携,精密,大型,超大型工件,柔性,便携,速度,速度,精密,大型工件,逆向工程主流软件,1.点云处理软件

2、Geomagic, Polyworks,Rapidform 2.高阶曲面 Imageware,i-deas. 3.设计软件 Pro/e,Ug,Catia,solidworks 4.逆向工程常常塔配的软件 Imageware+UG Imageware+pro/e Geomagic+UG/pro/e Catia.,逆向造型的常见问题,1、拿到工件后无从下手 - 不了解系统的造型流程 2、得到点云后无从下手 -对曲面结构不了解 3、Part数据非常庞大 - 没有统一思路，做到哪儿是哪儿 4、Part数据非常混乱 - 没有统一规划 5、缺少技巧性,整体的建模思路,1、特征(Feature) 分解 分析

3、零件的形状特点，然后把它隔离成几个主要的特征区域， 接着对每个区域再进行粗线条分解，及至在脑子里有一个总 体的建模思路以及一个粗略的特征图，同时要辨别出难点、 容易出问题的地方。 2、基础特征_根特征(Base Feature)设计 作出零件的毛坯形状。 3、详细设计(利用Form Feature:+/-Materials) 先粗后细_先作粗略的形状，再逐步细化； 先大后小_先作大尺寸形状，再完成局部的细化； 先外后里_先作外表面形状，再细化内部形状。 4、细节设计(利用Feature Operation) 倒圆角、斜角，各类孔系，各类沟槽,曲面造型的学习方法,1.应学习必要的基础知识，包括自

4、由曲线（曲面）的构造原理。这对正确地理解软件功能和造型思路是十分重要的，所谓“磨刀不误砍柴功”。不能正确理解也就不能正确使用曲面造型功能，必然给日后的造型工作留下隐患，使学习过程出现反复。其实，曲面造型所需要的基础知识并没有人们所想象的那么难，只要掌握了正确的方法，一般都能理解. 2.要针对性地学习软件功能。这包括两方面意思：一是学习功能切忌贪多，一个CAD/CAM软件中的各种功能复杂多样，初学者往往陷入其中不能自拔。其实在实际工作中能用得上的只占其中很小一部分，完全没有必要求全。对于一些难得一用的功能，即使学了也容易忘记，徒然浪费时间；另一方面，对于必要的、常用的功能应重点学习，真正领会其基

5、本原理和应用方法，做到融会贯通 .,曲面造型的学习方法,3.重点学习造型基本思路。造型技术的核心是造型的思路，而不在于软件功能本身。大多数CAD/CAM软件的基本功能大同小异，要在短时间内学会这些功能的操作并不难，但面对实际产品时却又感到无从下手，这是许多自学者常常遇到的问题。这就好比学射击，其核心技术其实并不在于对某一型号的枪械的操作一样。只要真正掌握了造型的思路和技巧，无论使用何种CAD/CAM软件都能成为造型高手。 4.应培养严谨的工作作风，切忌在造型学习和工作中“跟着感觉走”，在造型的每一步骤都应有充分的依据，不能凭感觉和猜测进行，否则贻害无穷。,逆向工程-接触式测头,优势： 测量精度

6、高。 配合测量软件能快速检测工件的面、孔、锥等几何形状。 对被测物体的外型、颜色、反光情况没有要求。 缺点： 逐点测量，速度较慢，耗时较长。 扫描方式为线扫描，需要多条扫描程序。 塑料件、橡胶件、薄壁件等类型的工件在测量时会出现变形。,逆向工程-非接触式扫描,优势： 采点速率高，能获取大量的点云。 有一定景深，配合片区式扫描，使得编程简单。 塑料件、橡胶件、薄壁件等工件不受影响。 缺点： 精度比触发式测量要低。,PC-DMIS中扫描,开放路径扫描 （OPEN LINE SCAN） 闭合路径扫描 （CLOSE LINE SCAN） 片区扫描（PATCH SCAN） 转台扫描（ROTATED SC

7、AN） 截面扫描（SECTION SCAN） 导入CAD模型后有效 周长扫描（PER SCAN） 导入CAD模型后有效 UV 扫描（UV SCAN） 导入CAD模型后有效,逆向工程-扫描的测头补偿,目前，在PCDMIS当中，曲线的补偿是采用二维平面补偿法，即扫描曲线的测头半径补偿只能在某个平面内进行； 该平面即是扫描对话框中，起始矢量剖面矢量控制； 在使用曲线扫描时，必须注意该扫描的剖面的设置是否正确。 对于曲面扫描，PCDMIS采用类似多次样条的计算模型来计算每个扫描点的矢量补偿方向，因此，曲面扫描中每个点的补偿方向是根据相邻的点的坐标计算出来的； 因此，在使用曲面扫描时，行数必须大于3行，

8、才能保证测头补偿矢量的正确性； PCDMIS也同时设置了取消测头补偿的选项，需要时，可以取消测头补偿，只输出测头球心坐标值，然后利用造型软件中的类似偏置的功能进行测头的再补偿,逆向工程-终止特征类型,PC-DMIS使用特征元素控制扫描终止，当测针通过终止元素一定次数时，扫描停止。 用来控制扫描停止位置的特征可以是下列特征的任意一个： 点（球） 由位置、矢量、半径、通过次数 定义； 平面 由位置、法矢方向、通过次数定义；且该平面为无限大，没有边界平面； 圆柱 由位置、矢量、直径、通过次数定义。,逆向工程-扫描终止通过次数,当测头中心通过终止特征的表面时，通过次数的累加器将会自动加1次。 如果终止

9、特征为圆或者点，扫描的起始位置和终止位置相同时，当测头离开起始点时，就算通过1次；,逆向工程-曲面的分区及边界,例 1.曲面扫描的边界最少由4个点定义。 点1为起始点； 点2为方向点； 点3为第一条扫描线的终止点； 点4为边界的终止点； 系统从点1到点2开始扫描； 整个扫描所有的扫描线和第一条线平行； 起始终止平面将由点3到4和点1到4创建；,逆向工程-曲面的分区及边界,例 2.曲面扫描的边界由5个点定义。 点1为起始点； 点2为方向点； 点3为第一条扫描线的终止点； 点4为过度边界点； 点5为边界终止点； 系统从点1到点2开始扫描； 整个扫描所有的扫描线均平行于第一条线； 起始终止平面将由点

10、3到4和点1到5创建；,逆向工程-曲面的分区及边界,例 3.边界点的先后顺序，应在扫描前予以考虑，应该选择合适的边界点顺序，否则就会丢失片区； 按照图1和图2的设置进行扫描，均可以完成扫描。 按照图3进行扫描，会出现数据丢失。,速度、密度对扫描结果的影响,Stylus 1X51 mm,如何采集点云,在采集点云时,我们首先要了解工件的用途,设计的目的,来划分不同的区域,对于功能部分我们要明确其配合的位置,如何配合的,要实现某种功能,对于注重表面质量的区域,我们要对面的构成进行了解.,如何采集点云,在扫描工件时,我们对工件的总体构成要有所了解,做到有的放失,尽量花最少的时间得到最有效的点云,对于尺

11、寸要求很高的地方我们要仔细的考虑补偿对其尺寸的影响. 注: 设计软件里可以以曲面的方式对整个面进行偏置处理. 校准测针后有效的测针补偿半径是多少?,如何采集点云,如何采集点云,通过设计软件的统一偏置,准确的得到复杂形状,是否比你想象的要简单呢?,工件曲面构成,如右图,这个工件实际上是由四张曲面加一个旋转体构成. 大叶片的正反面 小叶片的正反面 中间一个旋转体,工件曲面构成,仔细分析工件曲面的构成,是你测绘前必做的过程,工件曲面构成,没有目的测绘将会给设计人员带来困惑,案例 1,1.点云的获得. 2.点云的提取 3.线的构成 4.面的构成. 5.工程图的输出,相对坐标系与绝对坐标系,在设计软件中

12、为了设计的方便永许你建立多个相对坐标系,同时也允许你有零件坐标系与组件坐标系.在输出CAD时一般没有特指的话都是输出工件的绝对坐标系. 是否拥有合适的坐标系对你在设计过程中也很有帮助,如拔模分析,投影,等,曲线,曲线,曲线构成与分析,由于曲线是构成曲面过程中的关健元素,所以曲线的质量是至关重要的!一般来讲曲线越光顺那么其曲率梳越流畅,曲线构成与分析,为了得到光顺的曲线我们可以用圆弧加圆弧桥接的方式来获得!,直接由选点方式构成样条线,由两段圆弧桥接而成一条样条线,缺点:构成实体后无法在工程图中标注,曲线等级,曲线-边界线,边界线是逆向建模中非常重要的一部分,它影响着配合,影响着分模,曲线-边界线,边界曲线构建的漂亮与否直接关系到,两组立工件装配的间隙及装配后的美观(实例),曲面,曲面的U向与V向,它与坐标系无任何关系,只与生成曲面的曲线相关,它决定曲线形成曲面的轨迹,曲面,曲线的节点与曲面形成时的关系,曲面,在构建曲面时我们可以试着换不同的对齐方式来获得最佳的效果,参数对齐,弧长对齐,曲面,通过曲面分析,我们可以了解你构建曲面的质量 1.相交 2.相切 3.曲率连续,曲面-分模面,在注塑与压注成型的产品中,分模面决定了你的模具对开的情况,影响着产品的外观!也影响模架的选择,拔模平面,拔模角,拔模平面决定工件的脱模方向,如果在注塑或压注时