【文章內容簡介】 he automatic recognition of undercut features [J], ComputerAided Design 42 (2010) 582597 [19] . Galantucci, R. Spina*. Evaluation of filling conditions of injection moulding by integrating numerical simulations and experimental tests [J]．Journal of Materials Processing Technology 141 (2003) 266–275 [20] . Ma*, T. Tong . Associative feature modeling for concurrent engineering integration [J]．Computers in Industry 51 (2003) 51–71[21] . Au. A geometric approach for injection mould filling simulation [J]．International Journal of Machine Tools amp。 Manufacture 45 (2005) 115–124 [22] SeongYeol Hana, JinKwan Kwag , CheolJu Kim , TaeWon Park, YeongDeug Jeong. A new process of gasassisted injection molding for faster cooling [J]．Journal of Materials Processing Technology 155–156 (2004) 1201–1206[23] M. Sokovic ?, J. Kopac. RE (reverse engineering) as necessary phase by rapid product development [J]．Journal of Materials Processing Technology 175 (2006) 398–402. 開題報告（包括選題的背景與意義、研究的基本內容與擬解決的主要問題、研究的方法與技術路線、研究的總體安排與進度、主要參考文獻）. 課題研究的背景二次大戰(zhàn)中，幾十個國家卷入戰(zhàn)禍，飽受戰(zhàn)爭創(chuàng)傷。特別是戰(zhàn)敗國，在二戰(zhàn)結束后，急于恢復和振興經濟。日本在60年代初提出科技立國方針：“一代引進，二代國產化，三代改進出口，四代占領國際市場”，其中在汽車、電子、光學設備和家電等行業(yè)上最突出。為要國產化的改進，迫切需要對別國產品進行消化、吸收、改進和挖潛。這就是逆向工程。發(fā)展到現(xiàn)在，己成為世界各國在發(fā)展經濟中不可缺少的手段或重要對策，逆向工程的大量采用為日本的經濟振興、進而創(chuàng)造和開發(fā)各種新產品奠定了良好基礎。實際上，任何產品問世，包括創(chuàng)新、改進和仿制的，都蘊含著對已有科學、技術的繼承和應用借鑒。因而逆向思維在工程中的應用已源遠流長，而提出這種術語并作為一門學問去研究，則是60年代初出現(xiàn)的。市場經濟競爭機制已滲透到各個領域，如何發(fā)展科技和經濟，世界各國都在研究對策。從共性特征可概括為4個方面對策：(1)大力提倡創(chuàng)造性。包括新的思維方式、新原理、新理論、新方案、新結構、新技術、新材料、新工藝、新儀器等等。對于發(fā)展一個國家的國民經濟來說，創(chuàng)造性是永恒主題。(2)研究和應用新的設計理論、方法去改造和完善傳統(tǒng)的方法，使能既快又好地設計出新型產品。(3)把計算機應用廣泛地引入產品設計、開發(fā)的全過程(預測、決策、管理、設計制造、試驗、銷售服務等)中，以期達到這些過程的一體化、智能化和自動化。(4)研究和應用逆向工程，使能在高的起點去創(chuàng)造新產品。. 課題研究的意義近年來，在三維CAD軟件的帶動下，CAD／CAM技術在工業(yè)設計和加工領域中越來越受到應有的重視。產品外形的造型在工業(yè)產品尤其是民用工業(yè)產品的設計中占據了相當重要的地位，產品外形中除使用原來常用的如平面、球面、柱面等基本幾何形狀外，三維自由曲面的應用也越來越多。這樣就造成了采用順向工藝流程不能很方便地解決設計的問題， “逆向工程”隨之應運而生。所謂“逆向工程’’就是設計人員先用手工方式塑造出模型，如蠟模、木模、石膏模、粘土模、工程塑膠模等，然后再以三維自由曲面測量的方式建造CAD圖檔；或者是擬制作的產品沒有原始設計圖，而是由委托單位提供一件樣品或模型，加工者先是通過對樣品進行三維測量，生成產品的CAD圖檔后，通過編輯修改傳輸到CAD／CAM系統(tǒng)，再由CAM所產生的刀具NC加工程序送至CNC制作模具，進而完成對產品的加工。由于不少產品外形復雜，如汽車、飛機覆蓋件、人造假肢、陶瓷產品、塑料制品、玻璃器皿、藝術雕刻品和各種復雜零件等，其曲面設計表達或數學模型的建立都十分困難，現(xiàn)有的CAD系統(tǒng)尚難進行嚴格的幾何描述。因此，隨著計算機技術的飛速發(fā)展，逆向工程技術的應用必將越來越廣泛。在逆向工程中，模型的測量與重建是實現(xiàn)產品逆向工程的關鍵，傳統(tǒng)的三坐標測量機多采用接觸式測量，其優(yōu)點是噪聲低、精度高、重復性好、對物體表面的顏色和光照沒有要求等優(yōu)點。本課題正是在上述背景下提出的。主要利用給定的點云數據和Geomagic Studio逆向工程軟件，結合工程實際中的典型復雜曲面，進行自由曲面的點云數據處理、曲面重構方面的應用研究。本課題的完成將促進先進設備在生產中的有效利用、促進逆向工程技術的發(fā)展及應用，會產生積極影響。. 課題研究的主要內容本課題利用現(xiàn)有的硬件軟件設施，如逆向建模軟件Geomagic Studio、數控加工設備五軸數控車床、數控加工自動編程軟件UG 、以一些產品造型的逆向設計過程為主線，結合逆向工程和工業(yè)設計的特點，對逆向工程在工業(yè)設計中的應用進行探討和研究。(1)基于Geomagic Studio軟件，分析曲面數據處理和模型重構的解決方法以及構造高精度NURBS曲線曲面的流程和方法。(2)深入學習UG數控編程功能，運用UG軟件對產品進行數控編程，生成刀具路徑，通過后置處理生成高精度、高準確性的NC程序，并將其以G代碼的格式輸出。(3)學習與研究數控加工仿真軟件Vericut，采用UG軟件與Vericut軟件相結合的方法構建與真實機床相近的虛擬機床。(4)利用構建的虛擬機床對UG軟件生成的NC程序進行仿真加工，觀察加工過程中刀具與機床間有無干涉、碰撞等錯誤發(fā)生，對程序進行相應的修改與調試以保證其正確性。同時進行刀具路徑的優(yōu)化和進給速度的補償，以縮短加工時間、提高加工質量和效率。(5)仿真后由五軸數控車床進行樣件加工。多軸加工保證高精度、高效率的同時可以滿足形狀復雜、工序繁多的產品的加工，可以提高空間自由曲面的加工精度、質量和效率。本課題的特殊性在于將Geomagic、UG、Vericut有機結合以實現(xiàn)零件的逆向加工，實現(xiàn)完全意義上的實踐制造。. 課題研究的主要方法。 Studio對點云數據進行處理，包括數據預處理及數據精簡。 Studio自動擬合成NURBS曲面以完成曲面重建。 N