【正文】 葉片測(cè)量也是用非接觸式測(cè)量的三維光學(xué)測(cè)量?jī)x 。(2)非接觸式測(cè)量：根據(jù)原理的不同，可分為三角形法、結(jié)構(gòu)光法、計(jì)算機(jī)視覺法、激光干涉法、激光衍射法、CT測(cè)量法、MRI 測(cè)量法、超聲波法和層析法等?？煞譃橛|發(fā)式和連續(xù)式。原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)是后面進(jìn)行逆向處理的根本依據(jù)，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?！呙柙O(shè)備在進(jìn)行逆向工程時(shí)，三維掃描是最基本的一步。介紹完題目的背景和意義，以及逆向的基本原理和流程，下面介紹逆向工程的軟硬件設(shè)備。學(xué)習(xí) IMAGEWARE 和 geomagic 軟件?！⊙芯?jī)?nèi)容熟悉風(fēng)扇的結(jié)構(gòu)，了解三維測(cè)量?jī)x器的操作，拼接技術(shù)的研究，總結(jié)掃描技巧。如果將逆向工程與已有的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（cad） ，計(jì)算 西南 ug 5機(jī)輔助制造（cam）等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合在一起，將有效地提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的水平。 課題的目的及意義采用三維光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)葉片進(jìn)行反求，建立風(fēng)扇葉片的三維模型，并轉(zhuǎn)化為二維生產(chǎn)圖，以解決風(fēng)扇葉片難以精確測(cè)量的問題，此方法有效地解決了風(fēng)扇葉片難以精確測(cè)量的問題。(4)逆向工程也廣泛用于修復(fù)破損的文物、藝術(shù)品、或缺乏供應(yīng)的損壞零件等。這將實(shí)物通過數(shù)據(jù)測(cè)量與處理產(chǎn)生與實(shí)際相符的產(chǎn)品數(shù)字化模型，對(duì)模型修改后再進(jìn)行加工，將顯著提高生產(chǎn)效率。此類產(chǎn)品通常是由復(fù)雜的自由曲面拼接而成的，最終借助逆向工程，轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品的三維CAD 模型及其模具。(2)當(dāng)設(shè)計(jì)需要實(shí)驗(yàn)才能定型的工件模型時(shí)，通常采用逆向工程的方法。實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品快速開發(fā)的重要技術(shù)手段。 逆向工程的流程及應(yīng)用領(lǐng)域逆向工程的流程由以下幾步組成，模型曲面分析→確定掃描方案→進(jìn)行實(shí)體點(diǎn)云掃描→進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理→建立需要的曲線→建立曲面→進(jìn)行實(shí)體建模。并給出一個(gè)一體化的解決方案：從樣品→數(shù)據(jù)→產(chǎn)品。傳統(tǒng)的復(fù)制方法時(shí)間長(zhǎng)而效果不佳，已漸漸為新型數(shù)字化的逆向工程系統(tǒng)所取代。由于各種原因我們都會(huì)遇到只有一個(gè)實(shí)物樣品或手工模型，沒有圖紙或 CAD數(shù)據(jù)檔案，沒法得到準(zhǔn)確的尺寸，這就為我們?cè)诤罄m(xù)的工作中采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段和先進(jìn)的制造技術(shù)帶來(lái)了很大的障礙，制造模具也就更為煩雜。逆向工程是由高速三維激光掃描機(jī)對(duì)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(duì)重構(gòu)的曲面進(jìn)行在線精度分析、評(píng)價(jià)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。通過對(duì)風(fēng)扇葉片的反求，認(rèn)識(shí)反求的方法和過程，了解逆向工程的用途。在國(guó)內(nèi)反求工程還處于一個(gè)初級(jí)階段。隨著我國(guó)工業(yè)的不斷進(jìn)步中,吸收國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)并進(jìn)行改進(jìn)是重要的產(chǎn)品設(shè)計(jì)手段。 ）美國(guó)在其國(guó)內(nèi)已經(jīng)建立了集測(cè)量、設(shè)計(jì)、快速成型、數(shù)控加工于一體的逆向工程中心，在英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、日本、韓國(guó)、臺(tái)灣等許多國(guó)家和地區(qū)已有商品化的逆向工程設(shè)備和系統(tǒng)軟件相繼投入使用，有效地提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展，反求工程在國(guó)外已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。 西南 ug 0風(fēng)扇葉片的非接觸測(cè)量和三維建模研究畢業(yè)論文目錄第 1 章 緒論.............................................................1 引言............................................................1 課題提出的背景及意義............................................1 逆向工程在國(guó)內(nèi)外研究狀況....................................1 逆向工程的原理及特點(diǎn)........................................2 逆向工程的流程及應(yīng)用領(lǐng)域....................................3 課題的目的及意義............................................5 研究?jī)?nèi)容........................................................5第 2 章 逆向工程軟硬件設(shè)備及過程.........................................5 掃描設(shè)備........................................................5 點(diǎn)云處理軟件....................................................8 曲面處理軟件....................................................8 實(shí)體建模軟件...................................................10 實(shí)體三維數(shù)據(jù)的掃描.............................................12 點(diǎn)云處理.......................................................13 曲面重構(gòu).......................................................14 實(shí)體建模.......................................................19 后續(xù)加工處理...................................................20第 3 章 建立風(fēng)扇葉片數(shù)模的具體步驟......................................22 風(fēng)扇葉片逆向開發(fā)的流程.........................................22 模型分析.......................................................22 西南 ug 1 掃描...........................................................22 點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理...................................................34 清除噪點(diǎn)....................................................34 手動(dòng)注冊(cè)...................................................35 全局注冊(cè)...................................................36 合并.......................................................36 補(bǔ)洞.......................................................37 邊界優(yōu)化...................................................37 簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)及保存.............................................37 曲面造型.......................................................38 對(duì)齊點(diǎn)云...................................................39 建立圓柱面.................................................40 建立球面...................................................40 建立球底面.................................................40 偏移球面及上下底面.........................................41 剪切中間凹槽及洞...........................................41 建立小圓柱及洞.............................................42 提取一個(gè)葉片及建立曲面.....................................42 偏移扇葉曲面并倒角.........................................43 建立另外 2 個(gè)葉片面........................................43 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化導(dǎo)出通用格式......................................44 實(shí)體造型.......................................................44 數(shù)據(jù)導(dǎo)入...................................................45 曲面縫合及模型實(shí)體化.......................................46 產(chǎn)生風(fēng)扇葉片的二維圖.......................................46結(jié)論....................................................................48參考文獻(xiàn)................................................................53 西南 ug 2第 1 章 緒 論　引言 反求工程(Reverse Engineering)是根據(jù)現(xiàn)有實(shí)物模型的測(cè)量數(shù)據(jù)演繹出零件的設(shè)計(jì)概念和CAD模型，其目的就是消化吸收并改進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，快速趕上或超過世界先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)水平、贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)．作為近年來(lái)迅速發(fā)展的快速設(shè)計(jì)制造技術(shù)的重要分支，可大大縮短產(chǎn)品制造周期，因而在制造領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用?！≌n題提出的背景及意義　逆向工程在國(guó)內(nèi)外研究狀況（批注：闡述的文字沒有數(shù)據(jù)和事實(shí)作為證明支撐和依據(jù)。中國(guó)是制造大國(guó)，制造業(yè)在世界上排第四，但我們的制造水平還比較落后，大多數(shù)產(chǎn)品都還用外國(guó)提供的技術(shù)。逆向工程技術(shù)為產(chǎn)品的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了方便的工具，在已有產(chǎn)品基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，縮短開發(fā)周期，可以使企業(yè)適應(yīng)小批量的生產(chǎn)要求，從而使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于有利的地位。 西南 ug 3在我國(guó)東西部的逆向工程的水平不一樣，在東部沿海大多數(shù)設(shè)計(jì)開始使用逆向設(shè)計(jì)而在西部基本還處于原始的正向設(shè)計(jì)階段，因此中國(guó)的反求水平還是一個(gè)落后的階段，逆向設(shè)計(jì)還有很大的發(fā)展空間。 逆向工程的原理及特點(diǎn)逆向工程的原理就是一個(gè)“從有到無(wú)”的過程，根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品模型，通過各種測(cè)量手段及三維幾何建模方法，將原有實(shí)物轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)上的三維數(shù)字模型，反向推出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的過程。在瞬息萬(wàn)變的產(chǎn)品市場(chǎng)中，能否快速地生產(chǎn)出合乎市場(chǎng)要求的產(chǎn)品就成為企業(yè)成敗的關(guān)鍵。但是逆向工程技術(shù)很好的解決了這一問題。逆向工程系統(tǒng)就專門為制造業(yè)提供了一個(gè)全新、高效的三維制造路線。從樣品（實(shí)物，圖片等）直接反求出 cad 數(shù)據(jù)，然后用快速成型或 CNC 數(shù)控直接加工出產(chǎn)品（模具） ，因此逆向工程具有快速，高效等特點(diǎn)。 西南 ug 4逆向工程已成為聯(lián)系新產(chǎn)品開發(fā)過程中各種先進(jìn)技術(shù)的紐帶，并成為消化、吸收先進(jìn)技術(shù)。其主要應(yīng)用領(lǐng)域如下：(1)對(duì)產(chǎn)品外形美學(xué)有特別要求的領(lǐng)域，由于設(shè)計(jì)師習(xí)慣于依賴3D 實(shí)物模型對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估，因此產(chǎn)品幾何外形通常不是應(yīng)用CAD 軟件直接設(shè)計(jì)的，而是首先制作全尺寸的木質(zhì)或粘土模型或比例模型，然后利用逆向工程技術(shù)重建產(chǎn)品數(shù)字化模型。例如航天航空、汽車等領(lǐng)域，為了滿足產(chǎn)品對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)等的要求，需進(jìn)行風(fēng)洞等實(shí)驗(yàn)建立符合要求的產(chǎn)品模型。(3)在模具行業(yè)，常需通過反復(fù)修改原始設(shè)計(jì)的模具型面。因此，逆向工程在改型設(shè)計(jì)方面可發(fā)揮正向設(shè)計(jì)不可替代的作用。(5)借助于工業(yè)CT技術(shù)，逆向工程不僅可以產(chǎn)生物體的外部形狀，而且可以快速發(fā)現(xiàn)、定位物體的內(nèi)部缺陷。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)逆向工程，在以后的設(shè)計(jì)中考慮逆向工程，因?yàn)樗s短了開發(fā)周期，降低了產(chǎn)品開發(fā)成本。對(duì)設(shè)計(jì)人員來(lái)講，將傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與逆向工程相結(jié)合，提高設(shè)計(jì)人員的整體水平；對(duì)國(guó)家而言，具有縮小發(fā)展中國(guó)家與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距具有重要意義。了解風(fēng)扇（一類的）點(diǎn)云的處理方法，通過風(fēng)扇葉片的掃描知道反求工程的大概掃描過程。通過原物的掃描后，得到其形狀，根據(jù)需要改變其形狀參數(shù)，逆向設(shè)計(jì)后再進(jìn)行正向設(shè)計(jì)。第 2 章　逆向工程軟硬件設(shè)備在 這 章 重 點(diǎn) 介 紹 這 次 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 所 需 要 的 軟 硬 件 設(shè) 備 ， 主 要 是 掃 描 設(shè) 備 ， 點(diǎn) 云 處理 軟 件 ， 曲 面 處 理 軟 件 ， 實(shí) 體 建 模 軟 件 ， 后 續(xù) 加 工 的 設(shè) 備 。它是獲得原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)的最直接的方法，也是最理想的方法。掃描設(shè)備根據(jù)其測(cè)