【正文】 接觸式探頭一般用于不規(guī)則曲面的測量，因不規(guī)則曲面對于接觸式探頭的半徑補償相當不易，而且測量速度相當慢。ATOS掃描儀掃描儀使用特點 該掃描儀體積小、重量輕尺寸：寬245mm、長250mm、高80mm、重量為2公斤，可以架在攝影用的一般三腳架上工作。 掃描范圍不受限制，掃描速度快由于后續(xù)軟件具有點云拼接功能，可以非常容易實現(xiàn)對物體的整體掃描。因為使用者可以通過后續(xù)軟件的強大功能將初始測得的空間自由坐標平移和旋轉(zhuǎn)到自己要求的坐標位置上去。被測物體的表面以白色亞光為最佳。對控制掃描儀的計算機硬件配置要求CPU：PIV以上，運算速度2. 0 GHz顯卡內(nèi)存：64 MB內(nèi)存：512MB以上硬盤：40 GB以上 操作系統(tǒng)：WINDOWS 98/2000/NT/XP通過本章的研究，逆向工程的掃描主要分為接觸掃描和非接觸掃描，由于所要掃描的零件是一個三維曲面零件，故采用了非接觸的三維掃描儀進行掃描。所以在計劃執(zhí)行以前，應該對后繼的要求有所了解。必須再兩者有所折中，在大部分的情況下，只要誤差沒有超過允許范圍，則更加側(cè)重要求高質(zhì)量的曲面。曲率連續(xù)是表示曲面間或曲線間的連續(xù)處有相同的曲率，曲率連續(xù)的曲面能滿足特殊的要求。再近似法的流程中必須一直增加控制點的數(shù)目，以求得與測量點更為接近的曲線，直至誤差小于允許值，因此系統(tǒng)進行計算所需要得時間會與測量得到的點數(shù)據(jù)和指定的允許誤差值有關，如果測量的數(shù)據(jù)很密或是指定的允許誤差很小，則運算的時間相當?shù)拈L。同時若點數(shù)據(jù)有噪聲存在，則所簡歷地曲線將不平滑。因此在構建的過程中，無論是曲面上的曲線，或是由原始點數(shù)據(jù)所擬合出的曲線，均可成為構建曲面的有效工具，所以，對于曲線的建立與修編，使其能與曲面構建功能相整合，是重建原始模型的關鍵之一。所以在曲線架構方面也需要更佳的技術，方能彌補測量上的限制。所以，曲線的擬合在曲面重建過程中起著重要的作用。就是將點數(shù)據(jù)在三維空間的坐標轉(zhuǎn)還成在屏幕平面上所視的坐標。所謂邊界曲線，是點數(shù)據(jù)前處理中判斷邊界的方法，而在邊界判別之后，選取所判定的邊界點，并利用這些邊界點來重新擬合出曲線。點數(shù)據(jù)的坐標定位無論使用的是何種設備，在掃描過程中不免需要將待測物體作移動，以實現(xiàn)完整點數(shù)據(jù)的獲取，這將會造成輸入軟件中數(shù)據(jù)的點數(shù)據(jù)產(chǎn)生坐標不統(tǒng)一的現(xiàn)象，目前部分掃描設備具備自動將不同角度的掃描點數(shù)據(jù)作定位的功能，但是畢竟還是有部分的點數(shù)據(jù)必須通過人工或后處理軟件達到點數(shù)據(jù)的定位。利用特征搜尋功能找出曲面建構的概況或特征在建構一個模型之前，應先考慮整個模型的建構概況，再下手去編輯曲面。(1)利用決度變化的搜尋方式設定一角度變化的最大和最小值范圍，找出數(shù)據(jù)變化量。提取出來少量點的數(shù)據(jù)后，可以發(fā)現(xiàn)，如果用所有的點數(shù)據(jù)去繪制曲線，曲線仍然回有波動的情況，這是因為點數(shù)據(jù)太多所致，這時可采用平滑化功能，將這些少量點群作平滑化處理，并斟酌刪減數(shù)據(jù)，以備后續(xù)曲線構建所用。通常在建構自由曲線之前，根據(jù)提供的參數(shù)進行調(diào)整，如公差，曲線階數(shù)，控制點數(shù)以及曲線的邊界條件等。連續(xù)的曲線之間是否達成良好的連續(xù)性，這對后續(xù)曲面之間的連續(xù)性相當大的影響。當把視角作為變換時，可以發(fā)現(xiàn)該直線己自動的貼覆于點數(shù)據(jù)成為一條曲線。此外，視角的選擇更為重要，2D的屏幕上所呈現(xiàn)的視覺是3D的狀態(tài)，常會有因視角不同而造成誤判的情形，所以在使用本功能之前，可以利用軟件的顯示功能，如用三角網(wǎng)格化的顯示方式或打光的方式，幫助特征位置凸出，來辨別位置。除了上述兩種逆向工程軟件常用的曲線建構以外，也有簡單的幾何曲線建構功能，如模型上有一圓孔，也可用自動搜尋功能，將圓繪制出來，同時系統(tǒng)也會將圓心及半徑顯示出來，但這樣繪制出來的圓不一定準確，有參考價值.。有的部分軟件采用比較直觀的方式使曲面平滑化，但參數(shù)設定完成后，系統(tǒng)會以逐步變化的方式，將曲線的變化顯示出來，以消除曲線扭曲的情形。在構建曲面之前，首先要注意幾點事項：在建模的初期，應對模型整體的建構有一定的初步的規(guī)劃。簡單的曲面有利于后續(xù)工作的修編，較容易構建出較高質(zhì)量的平滑曲面模型。隨著測量系統(tǒng)的不同，測量出來的精度也有差異，最好要配合軟件的分析功能，分析顯示基本幾何信息，如尺寸，位置等，再作適度的調(diào)整，求出最佳的結(jié)果。在使用本功能前對點數(shù)據(jù)作噪聲濾除與平滑化處理。利用本功能，應注意下列事項:必須用4條連接的曲線來形成曲面建構的邊界。遵循曲面簡單的原理，盡量用較少的控制點來建構曲面，其參數(shù)應從10個控制點開始，逐步視情況而增加。另一種是把所有操作都在其中完成。它使用戶可以專注于模型的特征區(qū)域，并使用不同的工具來獲取期望的形狀和曲面屬性。所有的輸入型特征，在其中創(chuàng)建的幾何都成為型特征的一部分。輸入、生成和過濾原始數(shù)據(jù)。創(chuàng)建和修改曲線?；谇€的逆向工程：首先根據(jù)數(shù)據(jù)建立型曲線，然后通過型曲線建立曲面。基于曲面的逆向工程:在基于曲面的逆向工程里，可根據(jù)常規(guī)的CATIA曲面和型曲面建立曲面的復制曲面，然后讓曲面適應掃描數(shù)據(jù)，以獲取規(guī)定誤差內(nèi)的曲面。[4][5][6]打開CATIA的點云編輯處理特征環(huán)境，在此環(huán)境下導入掃描的玩具汽車覆蓋件的點云數(shù)據(jù)。首先論述向工程處理的內(nèi)容和處理的原理，然后結(jié)合大型軟件CATIA的逆向工程功能將掃描得到的覆蓋件的點云圖處理成零件圖。接口上,Pro/E軟件具有IGS、STL、OBJ等多種輸入輸出數(shù)據(jù)文件,能與UG、IDEAS、MasterCAM和CATIA等CAD/CAM軟件系統(tǒng)交換數(shù)據(jù),是理想的設計軟件系統(tǒng)[7]。第五章 結(jié)論本文結(jié)合逆向工程技術在玩具汽車重構中的應用，研究了逆向工程的關鍵技術及其在實際應用中需要注意的問題。 介紹CATIA和Proe軟件，充分利用軟件的優(yōu)勢，完成玩具汽車模型的重構工作。從李老師那里我學到的不僅僅是做學問的道理，更學到了做人的道理，使我終身難忘。所以在此我還要感謝在設計中幫助我的同學們。在此，我也要感謝機械工程學院老師們的熱情幫助，感謝評審老師對本文認真細致的審閱，及時針對論文不規(guī)范和不足之處提出中肯的意見，使我收益頗多。參考文獻[1] 李春玲. 復雜曲面激光測量與重構相關技術研究[D].[2] 趙艷平. 逆向工程在摩托車覆蓋件建模中的應用[D].[3] 謝斌. 逆向工程在汽車覆蓋件成形技術上的應用[D].[4] 金濤，[M].北京:機械工業(yè)出版社，2003[5] 許智欽，[M].北京:中國計量出版社，2002[6] [D]..[7] 沈精虎．Pro /ENGINEER 2001中文版典型實例[M]．人民郵電出版社，2002．8，10～52[8] 孫江宏，段大高，黃小龍．中文版Pro /ENGINEER 2001入門與實例應用[M]．中國鐵道出版社，2003．4，5～100致 謝 轉(zhuǎn)眼間，兩個月的設計已接近尾聲，經(jīng)過這兩個月的努力，我終于完成了自己的設計任務！本次設計是在李春玲老師的精心指導和親切關懷下完成的。 對數(shù)據(jù)處理方法進行研究，得出逆向工程數(shù)據(jù)處理的一般流程，并應用CATIA軟件完成玩具車覆蓋件的數(shù)據(jù)處理工作，獲得完整、正確的數(shù)據(jù)以方便后續(xù)模型重建工作的進行。以玩具汽車中的以構件為例，來詳細說明Pro/E中零件的設計方法及設計過程。第四章 基于Pro/E的玩具汽車結(jié)構設計及虛擬裝配 各個零部件的設計Pro/E是美國參數(shù)化技術公司( Parametric TechnologyCorporation,簡稱PTC)的軟件產(chǎn)品。圖314大間距三角面片數(shù)據(jù)缺失部分圖，介紹曲面的做法及修剪。基于曲面的方法可以快速建立光滑的曲面，并控制曲面對掃描數(shù)據(jù)的偏差，使誤差最小。這通常會導至曲面和沒使用的掃描點之間存在比較大的誤差。手工或自動修改幾何；幾何從后續(xù)特征收縮到型特征。輸入幾何，包括曲線、曲面和多曲面數(shù)據(jù)。這樣便可以自由操作曲面，而無需考慮型特征對象之間及模型其余部分之間的參照和父子關系。獲取曲面重構工具時，就開始使用型特征。曲面重構工具最初是響應汽車、飛機、船舶工業(yè)的要求開發(fā)的，當時汽車工業(yè)需要一個工具幫助設計諸如車身面板之類的光滑曲面。曲面編輯逆向工程的軟件中的曲面編輯主要有:曲面延伸、曲面修剪、曲面參數(shù)重新定義等，較高級的則會提供用拖拉曲面控制點編輯曲面的工具，或曲面平滑、曲面貼合點數(shù)據(jù)。對區(qū)域內(nèi)的點數(shù)據(jù)應先做好噪聲濾除與平滑化處理，并注意變化?？梢酝ㄟ^控制參數(shù)，如控制曲線逼近控制點的比例；控制與點數(shù)據(jù)的平均誤差；控制平滑度等參數(shù)。在使用此功能前，請注意下列事項：在執(zhí)行本功能前，需要將點數(shù)據(jù)作區(qū)分?；編缀吻娴慕嬙谀嫦蚬こ讨校捎跍y量出來的點數(shù)據(jù)坐標可能沒有固定，所以用點數(shù)據(jù)建構基本幾何要素的功能就顯得相當重要了，利用這些基本幾何要素，可以很方便地找到平面、模型的孔位、定位用基準等。在允許的精度誤差上，會舍棄精度取平滑度；必須對后處理的過程有全盤的了解。利用曲線構建與一般的CAD系統(tǒng)相似。可以通過拖動控制點或線上的點的方式來調(diào)整曲線的走向，而編輯曲線的參數(shù)也是使曲線簡單化的主要方式，通常越簡單的曲線越能構建高質(zhì)量的曲面。其操作方式為指定剖面法向量和剖面間隔等參數(shù)，系統(tǒng)會自動將曲線繪制出來，這個功能對與較平滑的點群相當?shù)暮糜?，可以來且出緩緩變化的曲線，供建構和拉伸曲面。曲線繪制以后，可以利用曲線與點群的誤差分析，分析曲線的精度與平滑度。如果以相同的參數(shù)的曲線建構曲面，可得到較高質(zhì)量的曲面。從逆向工程的角度來講，在構建曲線時應注意以下幾點情況：現(xiàn)有的硬件設備大多可取得大量的點群，即使經(jīng)過部分提取或特征搜尋，點數(shù)據(jù)還是相當?shù)亩?。在?jīng)過了平滑化與點數(shù)據(jù)篩減后，通?？梢钥吹?，自動貼合的自由曲線會有抖動的現(xiàn)象。(3)利用已有的圓角面找出原來的曲面交線利用后處理軟件的功能找出圓角面之前的特征曲線。所以再見構一個模型的曲面之前，應考率這個模型的建構方式，甚至可以用鉛筆在模型上作大