【正文】 方法。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法[1415]就是運用面向?qū)ο蟮挠^點對現(xiàn)實中各種事物進行抽象，具體的過程是由對象與類實現(xiàn)的。C++語言是在C語言基礎(chǔ)上開發(fā)的，對C語言進行了系統(tǒng)的改革和擴充，C++保持與C的兼容，不僅保留了C的優(yōu)點，而且增加了面向?qū)ο蟮臋C制。 ++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計為了能更好的完成設(shè)計任務(wù)，車輪快速設(shè)計系統(tǒng)使用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法開發(fā)。 車輪的快速設(shè)計系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和車輪造型系統(tǒng)兩大部分，快速設(shè)計工作流程設(shè)計如下：零件實體點云測量數(shù)據(jù)處理輪廓線識別 系統(tǒng)逆向設(shè)計的流程輪廓線識別模型重建設(shè)計圖紙兩大系統(tǒng)功能如下：數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)DataExplor 主要功能是數(shù)據(jù)預(yù)處理，得到輪輞和輪輻點云和圖形數(shù)據(jù)庫。（3）輪廓線識別 將經(jīng)數(shù)據(jù)處理的點列識別為參數(shù)化的各個圖元輪廓線。（1）點云數(shù)據(jù)測量 點云數(shù)據(jù)眾多，應(yīng)設(shè)計合適的測量方法步驟保證來點云數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。車輪的整體結(jié)構(gòu)如下：（1）輪輞的加工工藝流程：開平剪板下料圈圓壓平閃光對焊刨渣液壓焊縫擴口一序輥壓二序輥壓三序輥壓擴張 輪輞的加工工藝流程（2）輪輻的加工工藝流程：落料沖中心孔旋壓沖螺栓孔沖風(fēng)孔锪孔車中心孔、外徑、端面 輪輻的加工工藝流程由上述工藝流程可知，車輪是由板材鋼經(jīng)過各種壓制加工再焊接到一起而成，具體的加工尺寸是從其設(shè)計尺寸獲得。5) 利用SolidWorks 2010 API二次開發(fā)技術(shù)，完成車輪零件三維建模。3) 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計，對點云數(shù)據(jù)文件讀取，實現(xiàn)回轉(zhuǎn)零件求解。本課題完成的任務(wù)是：1) 對車輪快速設(shè)計系統(tǒng)的技術(shù)難題進行系統(tǒng)的分析總結(jié)。造型軟件DataMining根據(jù)上一步數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，在SolidWorks中插入點云和圖形數(shù)據(jù)，實現(xiàn)車輪的三維建模。本課題的車輪快速設(shè)計系統(tǒng)分為兩個子系統(tǒng)：數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和模型重建系統(tǒng)。但目前的逆向工程的曲面重建技術(shù)，只能提供位置數(shù)據(jù)的描述，卻不能捕捉到高層次對象結(jié)構(gòu)，因此更新產(chǎn)品設(shè)計困難，求解輪廓線尺寸參數(shù)比較困難。同樣也加快技術(shù)更新速度。另外一方面，隨著網(wǎng)絡(luò)通訊的發(fā)展，世界各國制造企業(yè)會需要根據(jù)客戶提供的樣品進行產(chǎn)品再設(shè)計。這樣不僅耗時費力，而且某些尺寸會因不便測量而丟失。美國Raindrop公司的Geomagic軟件，EDS公司的Imageware軟件，英國DELCAM公司的CopyCAD軟件，韓國INUS公司的Rapid Form軟件等，這些專業(yè)軟件能夠輕易由點云數(shù)據(jù)生成光滑連續(xù)NURBS曲線曲面。恰當(dāng)準(zhǔn)確的曲面重建技術(shù)可以得到精度很高的曲面模型，目前應(yīng)用廣泛的曲面重建技術(shù)有以下幾種：基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)曲面重建、基于斷層數(shù)據(jù)表面重建方法、基于測量點曲面重建方法和基于邊曲面重建方法。因此，逆向工程技術(shù)的一項關(guān)鍵技術(shù)是數(shù)據(jù)采集技術(shù)[1112]。數(shù)據(jù)采集是由測量設(shè)備和一定的測量方法獲取產(chǎn)品表面上離散點幾何坐標(biāo)，由所得點云數(shù)據(jù)進行曲面建模。逆向工程的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：測量、數(shù)據(jù)處理、圖形處理和加工等技術(shù)[810]。20世紀(jì)80年代，歐美國家首先對逆向工程研究，并取得了一定的成果，90年代后，各國開始對逆向工程研究投入大量精力。逆向工程正如其名，與傳統(tǒng)設(shè)計制造過程相反，是先有實物后有設(shè)計參數(shù)。本課題為了解決生產(chǎn)中的以上問題，基于測量點云數(shù)據(jù)來提取產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)，進行特征重構(gòu)運算，最終實現(xiàn)產(chǎn)品三維模型重建。 在企業(yè)實際生產(chǎn)中，對車輪的逆向設(shè)計，需要對車輪零件的尺寸參數(shù)進行詳盡的測量，最終并以此進行的模具設(shè)計。逆向工程技術(shù)在新產(chǎn)品的快速設(shè)計方面優(yōu)勢顯著,其開發(fā)速度快，設(shè)計周期短，在實現(xiàn)產(chǎn)品的再設(shè)計上表現(xiàn)優(yōu)異[13]。隨著科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，產(chǎn)品更新迭代速度加快，為了占領(lǐng)市場優(yōu)勢維持生存發(fā)展，企業(yè)必然要具備一定的新產(chǎn)品研發(fā)能力。畢業(yè)設(shè)計題 目 逆向工程中曲線及曲面 的參數(shù)化設(shè)計 前言我國制造業(yè)在國民生產(chǎn)中占據(jù)著舉足輕重的重要作用。但是制造業(yè)總體水平與發(fā)達國家還有很大差距。為此，加速產(chǎn)品開發(fā)進程，具有重要的經(jīng)濟價值和現(xiàn)實意義。逆向工程技術(shù)廣泛涉及計算機圖像處理、計算機圖形學(xué)、計算幾何、微分幾何、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、概率統(tǒng)計、軟件工程等交叉專業(yè)和學(xué)科，是CAD領(lǐng)域最活躍分支之一，尤其是伴隨計算機、測量和數(shù)控技術(shù)的飛速發(fā)展，逆向工程技術(shù)逐漸成為船舶、飛機、汽車領(lǐng)域最主要的數(shù)字化設(shè)計方法之一[4]。整個過程不僅需要專門技術(shù)人員進行測量，而且由此繪制出的工程圖紙也存在著精度不高和信息缺失。逆向工程（RE）也被稱為反求工程，其主要任務(wù)是針對現(xiàn)有產(chǎn)品，在其基礎(chǔ)上發(fā)掘深化結(jié)構(gòu)特征信息，并以此設(shè)計出同類或更為高級的產(chǎn)品[4]。而傳統(tǒng)設(shè)計制造過程是先有設(shè)計圖紙然后生產(chǎn)出實物。逆向工程最早的用途是仿制加工設(shè)備，隨著精確測量技術(shù)的發(fā)展，使設(shè)備仿造精度極大提升，因此，逆向工程研究的內(nèi)容變得越來越廣泛，涵蓋了幾何形狀與結(jié)構(gòu)反求、制造工藝反求、管理反求、材料反求等等方面[57]。逆向工程技術(shù)提供了一種新的產(chǎn)品設(shè)計方法，大大縮短了產(chǎn)品的設(shè)計周期，加速了新產(chǎn)品的開發(fā)進度。因此精準(zhǔn)可靠的測量技術(shù)，是逆向工程的基礎(chǔ)。曲面重建技術(shù)是逆向工程的又一關(guān)鍵技術(shù)[13]。逆向工程技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展，出現(xiàn)了許多逆向軟件。 未來企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模會持續(xù)增大，需要生產(chǎn)的產(chǎn)品品種也會持續(xù)增多，與此同時對車輪設(shè)計每次都要對不同產(chǎn)品進行測量獲取數(shù)據(jù)，隨后在CAD軟件里繪制圖紙。在機械產(chǎn)品設(shè)計制造方面，逆向工程主要任務(wù)是針對現(xiàn)有產(chǎn)品，在其基礎(chǔ)上發(fā)掘深化結(jié)構(gòu)特征信息，并以此設(shè)計出同類或更為高級的產(chǎn)品。從企業(yè)方面來說，逆向工程技術(shù)是一種很好的科研技術(shù)，既能縮短科研周期，又能開發(fā)出適應(yīng)市場的產(chǎn)品。逆向工程技術(shù)成功實現(xiàn)產(chǎn)品的快速設(shè)計，其關(guān)鍵是設(shè)計參數(shù)。為提高建模質(zhì)量，使參數(shù)化車輪模型有利后續(xù)修改設(shè)計，本文采用基于圖元方法對車輪輪廓線實行參數(shù)化。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)DataExplor實現(xiàn)了對三坐標(biāo)測量儀采集的點云數(shù)據(jù)的處理，生成了輪輞和輪輻的點云和圖形數(shù)據(jù)庫。課題利用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計完成軟件開發(fā)。2) 點云測量方案設(shè)計，針對數(shù)據(jù)處理要求對測量方案設(shè)計。4) 輪廓線識別算法，使用基于圖元Agent實現(xiàn)輪廓線參數(shù)化設(shè)計。2車輪快速設(shè)計系統(tǒng)的技術(shù)難題鋼制車輪主要分為輪輞和輪輻，因為材料成形性能限制，兩部分應(yīng)分開制造。為完成車輪快速設(shè)計任務(wù)，需解決下述難題。（2）數(shù)據(jù)處理 讀取點云測量數(shù)據(jù)文件，經(jīng)處理生成輪廓線的點列數(shù)據(jù)庫。（4）模型重建 利用CAD軟件的二次開發(fā)，重建車輪三