【正文】 ee基于PRO/E的儲錢罐逆向工程與模擬加工eee（ee）指導(dǎo)老師：ee 【摘 要】本文分析比較了逆向工程中常見的幾種測量方法，對一種由實物樣件經(jīng)三維激光掃描儀后得到的數(shù)據(jù)點云，直接生成 RPM 數(shù)模方法的數(shù)據(jù)采集方式及其原理進行了研究，提出了提高測量精度的一些措施。而且還研究了反求技術(shù)中的基于Pro/E 軟件的三維實體模型重構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)，為快速原型技術(shù)的前端數(shù)據(jù)處理提供手段和方法?；?Pro/E 的逆向工程關(guān)鍵技術(shù)的研究，本文所做的工作有下列幾個方面： ware軟件,對點云數(shù)據(jù)進行處理，在重構(gòu)曲面的基礎(chǔ)上實現(xiàn)三維建模；不同數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換步驟,可將不同測量設(shè)備的數(shù)據(jù)格式自動轉(zhuǎn)換為 Pro/E可接受的格式?！娟P(guān)鍵詞】逆向工程、三維建模、數(shù)據(jù)處理、點云、曲面重構(gòu)The reverse engineering of the piggy bank and simulation based on the Pro/Eee（ee）Tutor: eeAbstract： This paper analyses and discussed mostly the key techniques of RE. after summarized today’s status of RE’s technology，analyzed some measure method of RE，and emphasized introduce the data gathering and it is theory of points data that is gained through 3D numeral digital taking pictures，and had some analyses of improve measure precision. And the paper also researched some pivotal technology，for example，data rapid gaining base pro/e software on 3D solid model design，and it afforded instrumentality and method for data disposing and product’s design. For study the key techniques of RE based Pro/E software，The principal research work and conclusions are listed as follows：1. Building solid modeling based Imageware modeling software through the “points cloud” data，and achieving 3D building modeling based surface；2. Because gaining different data format by different measure device，for the data format can be accepted by Pro/E software，building a program for transform between different data.Key Word： Reverse Engineering Threedimensional modeling Data disposing Points cloud Surface reconstruction目 錄1. 概述 1 引言 1 逆向工程原理簡介 1 逆向工程的特點 4 逆向工程研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 4 逆向工程與快速原型制造技術(shù)的結(jié)合 7 研究論文的主要方法，內(nèi)容及目的意義 8 逆向建模的一般流程 112. 逆向工程中的數(shù)據(jù)測量和處理 13 非接觸式數(shù)字化測量 13 測量數(shù)據(jù)分析 14 153. 曲面重構(gòu)和CAD建模技術(shù) 17 曲線擬合 17 曲面重構(gòu)的理論和方法 17 基于pro/e 軟件的建模技術(shù) 214. 建立儲錢罐的外形具體步驟 22 儲錢罐的外形逆向開發(fā)流程 22 模型分析 22 獲取掃描的點云圖 22 曲面造型過程 24 造型前的準(zhǔn)備 24 輸入點云數(shù)據(jù) 25 26 包絡(luò)處理 28 移除腹板 284 .5 重新造型 314 .6 曲面實體化 334 .7 實體造型 335. 反求工程與快速原型制造技術(shù)相結(jié)合 34 簡介 346. 結(jié)論與展望 37 結(jié)論 37 展望 37致謝 39參考文獻 40 411. 概述 引言： 工業(yè)中的許多領(lǐng)域，需要創(chuàng)建已存在物體的計算機幾何模型，由實際物體的形體來生成計算機幾何模型，這項工程稱反求工程，也稱為逆向工程?？焖僭图夹g(shù)(Rapid Prototyping Technology)是指基于離散堆積原理，由三維電子模型直接驅(qū)動的三維實體成形技術(shù)。反求工程與快速原型技術(shù)，簡稱為RE 與RP技術(shù)，目前已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)外針對RE 和RP 技術(shù)的研究工作主要在兩個方面，一是繼續(xù)在已成熟的自由曲線和曲面重構(gòu)理論上繼續(xù)有所突破，二是在實際的測量、數(shù)據(jù)處理和重構(gòu)CAD 模型上逐漸集成和完善，包括反求工程中的數(shù)據(jù)測量、數(shù)據(jù)處理、曲面重構(gòu)以及快速原型的原理、分類、特點、應(yīng)用等，以及RE 和RP 的集成應(yīng)用等。 逆向工程原理簡介：工藝評估設(shè)計評估在汽車、航空等工業(yè)領(lǐng)域中，對復(fù)雜曲面的設(shè)計，目前CAD 軟件（如Pro/E、UG、CATIA 等）還很難滿足要求，仍然需要采用粘土、木頭或纖維玻璃的手工模型來描述零件的復(fù)雜曲面。反求工程能夠?qū)嵨锬Ｐ娃D(zhuǎn)化為CAD 模型，實現(xiàn)對象數(shù)字化，從而建立起產(chǎn)品的數(shù)字化模型。反求工程可以簡單的定義為這樣一個過程：在沒有工程圖紙的情況下，對實際的物體模型進行測量，通過對測量信息的分析和處理來構(gòu)造其CAD 模型的過程，由實際模型反求出設(shè)計模型來。傳統(tǒng)的正向設(shè)計與制造是從圖紙到零件產(chǎn)品，而反求工程的設(shè)計是從零件或原型到二維圖紙或三維模型，再經(jīng)過制造過程到零件，兩者之間的比較如下:CAMCAECAD概念設(shè)計產(chǎn)品需求工藝評估設(shè)計評估(a)正向工程流程CAMCAECAD數(shù)字點云實物模型 （b）反向工程流程 正向工程流程和反向工程流程的比較 所示，所謂反求（或逆向），是相對傳統(tǒng)的從設(shè)計圖紙（或模型）加工出實際產(chǎn)品來的正向過程而言的。反求工程與傳統(tǒng)的正向設(shè)計的根本區(qū)別在于：正向設(shè)計是由抽象的較高層次概念或獨立實現(xiàn)的設(shè)計過渡到設(shè)計的物理實現(xiàn)，從設(shè)計概念到 CAD 模型有一個明確的過程；而反求工程是基于一個可以獲得的實物模型來構(gòu)造出它的設(shè)計概念，并且可以通過對重構(gòu)模型特征參數(shù)的調(diào)整和修改來達到對實物模型的逼近或修改的目的，以滿足生產(chǎn)要求。物理模型反求工程通常從測量一個已存在的實際物體開始，這樣就能生成一個曲面或?qū)嶓w模型，以便能充分利用 CAD/CAM 技術(shù)進行修改和重構(gòu)。一旦重構(gòu)出自由曲面和建立 CAD 模型后，再可進行后續(xù)操作，如零件設(shè)計、有限元分析、模型修改、誤差分析、模具設(shè)計以及數(shù)控加工指令生成等。數(shù)字模型創(chuàng)建CAD模型分段曲面擬合預(yù)處理數(shù)據(jù)采集 創(chuàng)建CAD模型分段曲面擬合預(yù)處理數(shù)據(jù)采集點云數(shù)據(jù)應(yīng)用反求工程軟件基于計算機的設(shè)計模型 反求工程的基本階段 反求工程的過程三維實體重構(gòu)構(gòu)造實體特征曲線構(gòu)造實體濾波去噪CAD造型軟件（Pro/e）數(shù)據(jù)處理 反求工程的數(shù)據(jù)處理和建模反求工程由三大部分組成——即三大模塊：坐標(biāo)點測量、數(shù)據(jù)處理和曲面模型重建。（如圖 、圖 、圖 所示）① 幾何測量：通過合適的測量方法來獲得產(chǎn)品的三維形狀數(shù)據(jù)點云；② 數(shù)據(jù)處理：處理所獲得的三維數(shù)據(jù)，并使處理后的數(shù)據(jù)滿足后續(xù)操作的要求；③ CAD 建模：必須建立一個完整的 CAD 模型，通過 CAD 模型可以描述產(chǎn)品的全部相關(guān)數(shù)據(jù)。反求工程的關(guān)鍵之處是測量數(shù)據(jù)的處理，其困難之處在于對數(shù)據(jù)處理過程中最能反映曲面特征的特征點、線、面的智能提取，以及基于散亂數(shù)據(jù)“點云”的曲面重構(gòu)和曲面光順。這也是目前各種商業(yè) CAD 軟件所力求解決的問題所在。反求工程的整個過程如圖 所示。實 物 原 型 經(jīng) 反 求 工 程 技 術(shù) 建 立 CAD 模 型 之 后 ， 可 進 一 步 利 用CAD/CAE/CAM 以及 CIMS 等先進技術(shù)進行處理，復(fù)制出實物的樣品模型。而圖 所示為反求工程技術(shù)與快速原型制造技術(shù)（Rapid Prototyping Manufacturing，RPM）集成的工作流程。三維曲面重建數(shù)據(jù)預(yù)處理原型數(shù)字化實物原型產(chǎn)品/模具快速原型轉(zhuǎn)換成STL文件生成CAD模型 逆向工程的特點： 逆向工程研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢: 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢： 逆向工程的研究已經(jīng)日益引人注目，在數(shù)據(jù)處理、曲面片擬合、幾何特征識別、商用專業(yè)軟件和坐標(biāo)測量機的研究開發(fā)上已經(jīng)取得了很大的成績。但是在實際應(yīng)用當(dāng)中，整個過程仍需要大量的人機交互工作，操作者的經(jīng)驗和素質(zhì)直接