【正文】 向工程通常是以專案方式執(zhí)行模型的仿制工作。 3 數(shù)據(jù)預(yù)處理 數(shù)據(jù)處理的工作主要包括：數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化、點(diǎn)云的拼合、噪聲過濾、特征提取、數(shù)據(jù)簡化以及點(diǎn)云分塊等。M)起始 90 年代，將計算機(jī)輔助設(shè)計 (CAD)、計算機(jī)輔助制造 (CAM)、計算機(jī)數(shù)字控制 (CNC)、激光、精密伺服驅(qū)動和新材料等先進(jìn)技術(shù)集成一體。 2) 選擇性激光燒結(jié) 法 (SLS, Selective Laser Sintering) 選擇性激光燒結(jié)法 (SLS)是在工作臺上均勻鋪上一層很薄 (100μ 200μ )的非金屬 (或金屬 )粉末，激光束在計算機(jī)控制下按照零件分層截面輪廓逐點(diǎn)地進(jìn)行掃描、燒結(jié)，使粉末固化成截面形狀。復(fù)雜構(gòu)件不易制造，懸臂件需加支撐 ?？涨跋冗M(jìn)的技術(shù) 保證了用戶能在更短的時間內(nèi)進(jìn)行設(shè)計、逆向工程，并精確地構(gòu)建和完全地檢測高質(zhì)量自由曲面。 b) 對點(diǎn)云進(jìn)行判斷，去除噪音點(diǎn)（即測量誤差點(diǎn)）。曲線可以是精確通過點(diǎn)云的、也可以是很光順的（捕捉點(diǎn)云代表的曲線主要形狀）、或介于兩者之間。同曲線一樣，可以考慮生成更 準(zhǔn)確的曲面、更光順的曲面，或兩者兼顧。 而且擁有以上專業(yè)的點(diǎn)云到曲面的造型功能，在進(jìn)行逆向工程時是一個不錯的工具。用于逆向工程時，可以用于少量測量數(shù)據(jù)點(diǎn)、僅有主要型線和邊界線的情況，從這個意義上來說它不是一個完整的逆向，操作者反求的主要是產(chǎn)品的造型思想。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 共 39 頁 —— 掃描 數(shù)據(jù)測量是逆向工程中后續(xù)處理的基礎(chǔ) ,因此三維掃描得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)的好壞直接影響到逆向建模的成功與否。 4) 數(shù)據(jù)光順，光 順泛指光滑、順眼，但由于精度的要求，不允許對測量的數(shù)據(jù)點(diǎn)施加過大的修改量來滿足光順的要求，另一方面由于實物邊界曲面的多樣性，邊界上的某些特征點(diǎn)（邊界折拐點(diǎn)）必須予以保留，而不能被視為“壞點(diǎn)”。 由三維掃描儀所得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)來建立曲面的方式一般可以分為兩種：一種是以近似的方式、另一種是以插補(bǔ)的方式來將順序的點(diǎn)數(shù)據(jù)建立成為曲面，以下分別就這兩種方法做一簡單介紹： 1) 近似法 (approximation) 以近似法來重建曲面，首先必須先指定一個容許誤差值 (tolerance)，并在 U、 V 方向建立控制點(diǎn)的起始數(shù)目，以最小平方法來擬合出 (fit)一個曲面后將量測之點(diǎn)投射到曲面上并分別求出點(diǎn)到面的誤差量，控制誤差量至指定的容許誤差值內(nèi)以完成曲面的建立，如果量測的數(shù)據(jù)很密集或是指定的容許誤差很小，則運(yùn)算 的時間會相當(dāng)?shù)木?。但是，二維平面圖 不能完整和準(zhǔn)確地體現(xiàn)出設(shè)計者的設(shè)計思想，而且，二維圖紙無法對設(shè)計對象進(jìn)行后續(xù)的結(jié)構(gòu)有限元分析、運(yùn)動分析、公差分析、以及數(shù)控加工代碼的生成，而這些分析往往是必不可少的，只有三維實體造型才能滿足這些要求。通常有兩種表達(dá)方式：一種是用三角 Bezier曲面片來逼近模型，首先對點(diǎn)云數(shù)據(jù)三角化，然后根據(jù)三角形網(wǎng)格進(jìn)行 C2連續(xù)的三角 Bezier曲面片插值重建 。在點(diǎn)云處理階段采用Pro/E中小平面特征模塊進(jìn)行處理，主要在進(jìn)一步深層次的處理點(diǎn)云的基礎(chǔ)上，進(jìn)行消除破洞、數(shù)據(jù)精簡、對小平面進(jìn)行包絡(luò)處理、小調(diào)粗調(diào)、 小平面精調(diào)和精整以及生成集管等工作。這時可以對這些局部進(jìn)行補(bǔ)充，即對這些部分進(jìn)行局部掃描，將點(diǎn)云補(bǔ)充完整。為了解決這一問題，國際上出現(xiàn)了一種描述三維幾何的標(biāo)準(zhǔn)格式 IGS 格式。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 共 39 頁 點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理 針對整個點(diǎn)云數(shù)據(jù)，單擊工具欄中的“刪除界外值”按鈕 ，在彈出的 圖 3. 5 所示的對話框中輸入靈敏度，單擊“確定”按鈕。從表面看包絡(luò)階段和小平面階段并沒有什么區(qū)別，都是由三角面所組成。 小平面處理 精調(diào)后，單擊工具欄中的“多面體面”按鈕 ，即可進(jìn)入小平面處理階段。 圖 3. 16 小平面分樣 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 30 頁 共 39 頁 單擊工具欄中的“松弛”按鈕 ，在彈出的對話框中設(shè)置松弛參數(shù)，如 圖 3. 17 所示。單擊工具欄中的“自動曲面工具”按鈕 ，選擇“參照”按鈕，在彈出的菜單中選中“整個小平面特征”單選按鈕，即在整個模型上進(jìn)行曲面劃分，如下圖所示： 圖 自動曲面菜單 圖 選擇“整個小平面特征” 單擊“定義曲面片結(jié)構(gòu)”按鈕 ，設(shè)置添加曲面片數(shù)為 300，如下圖所示。曲面調(diào)整處理是復(fù)雜曲面逆向工程的重中之重，在“重新造型”模塊一般采用以下幾種方法進(jìn)行調(diào)整修正： 修改數(shù)學(xué)屬性 右擊模型樹中“重新造型”，在彈出的對話框中選中“編輯定義”選項 ，重新進(jìn)入重新造型階段，對曲面進(jìn)行修改調(diào)整操作，選中造型不好的曲 面塊，長按右鍵在彈出的菜單中選中“數(shù)學(xué)屬性”選項，在彈出的對話框中陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 34 頁 共 39 頁 調(diào)整設(shè)置參數(shù)。 圖 修改曲面前后對比 曲面重新構(gòu)造 此處的重新構(gòu)造指的是小曲面塊的重新構(gòu)造。用同樣的方法處理所有需要 重新構(gòu)造的曲面之后，單擊工具欄中完成“按鈕” 。 圖 剖切后的烏龜模型 在新產(chǎn)品零件的三維 CAD 模型生成后，常常通過快速成形技術(shù)制造其原型。逆向工程是由高速三維激光掃描機(jī)對已有的樣品或模型進(jìn)行準(zhǔn)確、高速的掃描，得到其三維輪廓數(shù)據(jù)，配合逆向軟件進(jìn)行曲向重構(gòu)，并對重構(gòu)的曲面進(jìn)行在線精度分析、評價構(gòu)造效果，最終生成 IGES 或 STL 數(shù)據(jù)，據(jù)此就能進(jìn)行快速成型或 CNC 數(shù)控加工。在對實物原型測量時，會產(chǎn)生測量誤差 AI測 。從上面分析可知，原始設(shè)計參數(shù)與重構(gòu)參數(shù)存在誤差。為此需綜合運(yùn)用人工智能技術(shù)、數(shù)理統(tǒng)計理論、精度設(shè)計等多學(xué)科技術(shù)知識對實物原型的磨損及制造誤差等進(jìn)行評估分析，在此基礎(chǔ)上對重構(gòu)參數(shù)進(jìn)行修正再設(shè)計，得陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 40 頁 共 39 頁 到接近原始設(shè)計參數(shù)的再設(shè)計參數(shù)。獲得了實體模型后，在進(jìn)行 快速制造過程中，還有一定的制造誤差。小平面特征不是曲面模型，要進(jìn)行曲面重構(gòu)，需以小平面特征為基礎(chǔ)，創(chuàng)建曲線并完成曲面造型。我還體會到了所學(xué)理論知識的重要性：知識掌握得越多，設(shè)計得就更全面、更順利。在此我對他們表示最崇高的敬意和最誠摯的謝意 ! 最后，向四年來關(guān)心和培養(yǎng)我的全院老師表示由衷的感謝！向四年來朝夕相處的同學(xué)表示最美好的祝愿！ 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 43 頁 共 39 頁 參考文獻(xiàn) [1]劉曉宇， .逆向工程設(shè)計完全解析 [M].北京：中國鐵道出版社， 2021. [2]姜元慶，劉佩軍 .UG/Imageware 逆向工程培訓(xùn)教材 .北京：清華大學(xué)出版社， 2021. [3]陳雪芳等主編 .逆向工程與快速成型技術(shù)應(yīng)用 [M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社 .2021. [4]張彥青編著 .Pro/ENGINEER 進(jìn)階提高 [M].北京：清華大學(xué)出版社 .2021. [5]柯映林等 .反求工程 CAD 建模理論、方法和系統(tǒng) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [6]劉德平，陳建軍 .逆向工程關(guān)鍵技術(shù)研究 [M].機(jī)械制造， 2021，（ 6） . [7]劉志軍 .基于三坐標(biāo)測量機(jī)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)測量規(guī)劃研究 [J].黑龍江科技信息， 2021，（ 20） . [8]袁平 .逆向工程技術(shù)研究與工程應(yīng)用 [J].昆明理工大學(xué)， 2021. [9]劉偉軍，孫玉文 .逆向工程（原理方法及應(yīng)用） [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [10]趙萍，李景陽 .逆向工 程中數(shù)字化測量方法及其應(yīng)用 [J].機(jī)械設(shè)計與制造， 2021，（ 02） . [11]鄒建軍，賴朝安，王衛(wèi)平 .基于逆向工程與快速成型的簡體設(shè)計和制造[J].制造業(yè)自動化， 2021（ 11）： 7678. [12]李志國，祁文君，孫文磊等 .逆向工程與快速成型一體化在現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用 [J].機(jī)床與液壓， 2021（ 12):5255. [13]李江熊，柯映林，程耀東 .基于實物的發(fā)展曲面產(chǎn)品反求工程中的 CAD建模技術(shù) [J].中國機(jī)械工程， 1999,10（ 4）： 390393. [14]田曉東，史桂蓉，阮雪榆 .復(fù)雜曲面實 物的逆向工程及其關(guān)鍵技術(shù) [J].機(jī)械設(shè)計與制造工程， 2021,29（ 4）： 16. [15]李中海 .反求工程中擬合曲面連續(xù)性的研究 .沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2021. [16]林峰，巫少龍，周建強(qiáng) .逆向工程及其關(guān)鍵技術(shù) [J].CAD/CAM 與工業(yè)信陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 44 頁 共 39 頁 息化， 2021（ 9）： 3234. [17]方新，費(fèi)仁元 .實物逆向工程的關(guān)鍵技術(shù) [J].現(xiàn)代制造工程， 2021（ 12）：1820. [18]王宏濤，周儒榮，張麗艷 .現(xiàn)代測量方法在逆向工程數(shù)據(jù)采集技術(shù)中的應(yīng)用 [J].航空計測技術(shù)， 2021,23（ 4） . [19]姜元庚，劉佩軍 .UG/imageware 逆向工程培訓(xùn)教材 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2021. [20]崔波，劉青社，崔世強(qiáng) .快速成型制造技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 [J].河北工業(yè)科技， 2021,7（ 1）： 4145. [21] , and ,.Segmentation of the Measured Point Data in Reverse Engineering[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2021,20:571– 580. [22] and , Chemnitz,Direct Segmentation of Algebraic Models for Reverse Engineering[J].Computing, 2021, 72:207– 220. 9JWKf wvGt YM*Jgamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz84! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。ksv*3t nGK8!z 89Am YWpazadNuKNamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 42 頁 共 39 頁 致 謝 在論文完成之際，我衷心地感謝我的導(dǎo)師王燕燕對我的指導(dǎo)，畢業(yè)設(shè)計中的許多思想和方法得益于指導(dǎo)老師的指導(dǎo)和啟發(fā)，從設(shè)計選題到論文寫作都傾注了指導(dǎo)老師的巨大心血。由于平時的學(xué)習(xí)教學(xué)安排與課外學(xué)習(xí)，我已經(jīng)進(jìn)行過一些設(shè)計工作。系統(tǒng)的闡述了如何進(jìn)行逆向設(shè)計。進(jìn)行曲面重構(gòu)時使用的是放樣的方法，雖然可以獲得很好的曲面質(zhì)量，但是增大了曲面和點(diǎn)云之間的誤差。 在某些情況下，單從復(fù)制原型這一角度出發(fā)，為滿足逆向工程還原產(chǎn)品的工作性能要求，需用原始設(shè)計參數(shù)進(jìn)行還原制造。 綜上所述，逆向工程誤差 A可表示為： A逆 ＝ f(AI制 ， AI損 ， AI計 ， AI測 ， AO造 )。這種體