proe逆向工程(編輯修改稿)
2025-03-16 14:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 完全逆向工程的做法 ? 即由點云數(shù)據(jù)直接反求 CAD模型。目前的研究主要以反求曲面模型為主，通常有兩種表達方式：一種是用三角 Bezier曲面片來逼近模型，另外一種是用 NURBS曲面表示，通過用戶指定重構曲面的次數(shù)和范圍，自動進行參數(shù)分割，由點云數(shù)據(jù)反求 NURBS曲面的控制頂點。這種方法計算耗費大，數(shù)據(jù)的噪聲以及參數(shù)分割的好壞對重構后曲面的質(zhì)量和光順度有較大的影響。與準逆向工程的解決方法相比，此方法雖然自動化程度較高，但有時會出現(xiàn)反求曲面與期望值有較大偏差的情況。 點云 三角面（模型著色） （線框顯示） ? 反向提取與正向設計結合 ? 直接由點云數(shù)據(jù)提取模型的特征參數(shù)，并將其表達成為目前 CAD／ CAM商業(yè)軟件能夠讀取的文件格式，通過適當?shù)臄?shù)據(jù)接口導入 Pro/E等通用 CAD/CAM系統(tǒng)進行正向設計。利用專業(yè) CAD軟件系統(tǒng)強大的曲面及曲面編輯功能完成建模，實現(xiàn)正向和逆向的集成，這將極大地縮短逆向工程技術進程。國外計算機輔助設計與制造技術應用發(fā)展的成功經(jīng)驗表明：企業(yè)解決前進中的難題并取得顯著的效益，很多是從集成應用中得到的，而不是單項應用的成果。 ? 圖中所示為通過計算機編程從點云數(shù)據(jù)中提取出模型特征參數(shù)，并利用 CAD軟件完成模型重構。 特征數(shù)據(jù)點 C A D 模 型 逆向工程關鍵技術 ? 技術的確立需要核心，核心技術需要支持。但凡穩(wěn)定成熟的系統(tǒng)都是在核心技術的支撐下充分整合輔助單元，使其綜合成為一個系統(tǒng)終端，針對任務，優(yōu)化分析并給予最優(yōu)解決方案。逆向工程以數(shù)據(jù)為對象，數(shù)學方法為工具，結合先進軟件技術，根據(jù)項目特點，提取特征，逆推數(shù)學模型，并最終完成逆向反求。逆向工程是一個復雜的系統(tǒng)工程，涉及的學科廣而深，其關鍵技術集中體現(xiàn)在數(shù)據(jù)測量、數(shù)據(jù)處理、曲面重構三個方面。 數(shù)據(jù)測量 ? 即借助工具獲取參數(shù)，按一定規(guī)則度參數(shù)以量并系列化。逆向工程中數(shù)據(jù)測量是指，利用測量設備獲取樣件表面輪廓信息。測量技術中的測量設備分成二維和三維兩類。二維測量設備基于成像技術，比如數(shù)碼照相機、數(shù)字視頻照相機和桌面掃描設備等。三維測量設備能夠測量和提供被測量物體的三維深度信息而更適合于幾何逆向反求。數(shù)據(jù)測量方法主要分為接觸式測量方法和非接觸式測量方法。 ? 接觸式數(shù)據(jù)測量方法 ? 接觸式測量是指利用接觸式測量設備對實物外表面進行測量。如三坐標測量儀 （ CMM），它是利用傳感器實現(xiàn)測量頭在工件上的快速移動，從而快速記錄下路徑點的坐標值，具有較高精度，但這種方法測量速度較慢，而且對測頭不能觸及的表面是無法測量的，不易獲得連續(xù)的坐標點，對軟質(zhì)材料如泡沫、橡膠、粘土等，適應性差 接觸式測量探頭 掃描式探頭 ? 非接觸式數(shù)據(jù)測量方法 ? 非接觸式數(shù)據(jù)測量方法主要運用光學原理對曲面的三維形貌進行快速測量。相對于傳統(tǒng)的接觸式測量方法，其掃描速度可達到 10000個坐標點 /秒，掃描精度高、對細微部分的掃描精度也不受影響。而且，消除了因測量摩擦力和接觸壓力造成的測量誤差，避免了接觸式測頭與被測表面之間因曲率干涉而產(chǎn)生的偽劣點。 光學測量儀 數(shù)據(jù)預處理 ? 數(shù)據(jù)處理是逆向工程的一項重要的技術環(huán)節(jié)，它決定了后續(xù) CAD模型重建過程能否方便、準確地進行。不同的測量系統(tǒng)所得到的測量數(shù)據(jù)的格式有所不同，且?guī)缀跛械臏y量方式和測量系統(tǒng)都不可避免地存在誤差。因此，在進行 CAD重構之前對測量數(shù)據(jù)進行處理是必要的。數(shù)據(jù)處理過程主要包括數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化、點云的拼合、噪聲過濾、特征提取、數(shù)據(jù)精簡以及破洞修補等環(huán)節(jié)。 ? 噪聲點的去除 ? 產(chǎn)品表面輪廓點云數(shù)據(jù)是通過各種數(shù)據(jù)測量設備獲得的，要實現(xiàn)實物原型的準確構建，測量數(shù)據(jù)必須精確。但無論是接觸式測量機還是非接觸式的測量機，由于實物樣件的表面粗糙度不同、測量中隨機誤差的存在、測量設備的標定參數(shù)或測量環(huán)境變化等因素 , 都不可避免地會引入數(shù)據(jù)誤差這些超差點或錯誤點，一般稱為噪聲點，它將直接造成后續(xù) CAD模型與參考實物之間存在差距，嚴重影響了產(chǎn)品的精度要求和性能要求 ，必須剔除。常用的去噪方法有 人機交互法 、 曲線檢查法、弦高差方法 等。 ? 數(shù)據(jù)的精簡 ? 測量技術的發(fā)展，主要體現(xiàn)在測量速度和測量精度領域，同時測量的數(shù)據(jù)量也隨之增大，龐大的數(shù)據(jù)不但包含了全面的的實測物體的信息，同時冗余數(shù)據(jù)也占有很大比例，對后續(xù)處理以及存儲、顯示、傳輸?shù)葮O為不利，處理時占用大量計算機資源。所以對測量的海量點云數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)精簡是十分必要的。 常用數(shù)據(jù)精簡方法有 散亂數(shù)據(jù)的包圍法 、 散亂數(shù)據(jù)的精確法 、
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