逆向工程技術(shù)及應(yīng)用

逆向工程技術(shù)及應(yīng)用第一頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六目錄概述什么逆向工程逆向工程技術(shù)的應(yīng)用逆向工程常用軟件及儀器逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理使用范例第二頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六概述第三頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六概述隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)及測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，利用CAD/CAM等先進(jìn)制造技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品實(shí)物的逆向工程，已成為CAD/CAM領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)，并成為逆向工程技術(shù)應(yīng)用的主要內(nèi)容。文中主要綜合和歸納了逆向工程技術(shù)的研究和應(yīng)用，較為詳細(xì)地介紹了實(shí)物樣件的數(shù)字化、數(shù)據(jù)處理、模型重建、應(yīng)用等過(guò)程，對(duì)組成逆向工程的系統(tǒng)及專用軟件也作簡(jiǎn)單介紹。第四頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六什么是逆向工程第五頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六什么是逆向工程逆向工程的定義

逆向工程（ReverseEngineering），RE是在沒(méi)有產(chǎn)品原始圖樣、文檔的情況下，對(duì)產(chǎn)品實(shí)物進(jìn)行測(cè)量和工程分析，經(jīng)CAD/CAM/CAE軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、重構(gòu)幾何模型，并由數(shù)控機(jī)床重新加工復(fù)制出產(chǎn)品的過(guò)程。第六頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六什么是逆向工程逆向工程與正向工程的區(qū)別

正向工程是泛指按常規(guī)的從概念（草圖）設(shè)計(jì)到具體模型設(shè)計(jì)再到成品的生產(chǎn)制造過(guò)程。第七頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六什么是逆向工程逆向工程強(qiáng)調(diào)的是從現(xiàn)有模型（產(chǎn)品樣件、實(shí)物模型等）經(jīng)過(guò)一定的手段轉(zhuǎn)化為概念模型和工程設(shè)計(jì)模型，如利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)學(xué)模型重構(gòu)，或者直接將這些離散數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成Nc程序進(jìn)行數(shù)控加工而獲取成品的過(guò)程，是對(duì)已有產(chǎn)品的再設(shè)計(jì)、再創(chuàng)造的過(guò)程。以此我們可以簡(jiǎn)單理解為：第八頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六什么是逆向工程逆向工程=抄襲？第九頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程技術(shù)的應(yīng)用第十頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)用于實(shí)物抄數(shù)，加快設(shè)計(jì)速度以微軟公司生產(chǎn)的鼠標(biāo)器為例，就其功能而言，只需要有三個(gè)按鍵就可以滿足使用需要，但是，怎樣才能讓鼠標(biāo)器的手感最好，而且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用也不易產(chǎn)生疲勞感卻是生產(chǎn)廠商需要認(rèn)真考慮的問(wèn)題。因此微軟公司首先根據(jù)人體工程學(xué)制作了幾個(gè)模型并交給使用者評(píng)估，然后根據(jù)評(píng)估意見(jiàn)對(duì)模型直接進(jìn)行修改，直至修改到大家都滿意為止，最后再將模型數(shù)據(jù)利用逆向工程軟件

生成CAD數(shù)據(jù)。當(dāng)產(chǎn)品推向市場(chǎng)后，由于外觀新穎、曲線流暢，再加上手感也很好，符合人體工程學(xué)原理，因而迅速獲得用戶的廣泛認(rèn)可，產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率大幅度上升。用于工業(yè)造型產(chǎn)品設(shè)計(jì)用于精密零部件的尺寸檢驗(yàn)應(yīng)用于航空航天和汽車工業(yè)，因?yàn)檫@兩個(gè)領(lǐng)域?qū)諝鈩?dòng)力學(xué)性能要求很高，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的開(kāi)始階段就要認(rèn)真考慮空氣動(dòng)力性。常規(guī)的設(shè)計(jì)流程首先根據(jù)工業(yè)造型需要設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)，制作出油泥模型之后將其送到風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室去測(cè)量空氣動(dòng)力學(xué)性能，然后再根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行反復(fù)修改直到獲得滿意結(jié)果為止，如此所得到的最終油泥模型才是符合需要的模型。如何將油泥模型的外形精確地輸入計(jì)算機(jī)成為電子模型，這就需要采用逆向工程軟件。首先利用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器測(cè)出模型表面點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，然后利用逆向工程軟件進(jìn)行重建，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和消費(fèi)水平的不斷提高，其它許多行業(yè)也開(kāi)始紛紛采用逆向工程進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)。應(yīng)用于兼容設(shè)計(jì)模具翻新第十一頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程常用軟件及儀器第十二頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程常用軟件及儀器逆向工程常用軟件第十三頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程常用軟件及儀器ImagewareImageware由美國(guó)EDS公司出品，是最著名的逆向工程軟件，正被廣泛應(yīng)用于汽車、航空、航天、消費(fèi)家電、模具、計(jì)算機(jī)零部件等設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域。該軟件擁有廣大的用戶群，國(guó)外有BMW、Boeing、GM、Chrysler、Ford、Toyota等著名國(guó)際大公司，國(guó)內(nèi)則有上海大眾、上海DELPHI、成都飛機(jī)制造公司等大企業(yè)。GeomagicStudioCopyCAD由美國(guó)Raindrop(雨滴)公司出品的逆向工程和三維檢測(cè)軟件GeomagicStudio可輕易地從掃描所得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)創(chuàng)建出完美的多邊形模型和網(wǎng)格，并可自動(dòng)轉(zhuǎn)換為NURBS曲面。該軟件也是除了Imageware以外應(yīng)用最為廣泛的逆向工程軟件。CopyCAD是由英國(guó)DELCAM公司出品的功能強(qiáng)大的逆向工程系統(tǒng)軟件，它能允許從已存在的零件或?qū)嶓w模型中產(chǎn)生三維CAD模型。該軟件為來(lái)自數(shù)字化數(shù)據(jù)的CAD曲面的產(chǎn)生提供了復(fù)雜的工具。CopyCAD能夠接受來(lái)自坐標(biāo)測(cè)量機(jī)床的數(shù)據(jù)，同時(shí)跟蹤機(jī)床和激光掃描器。RapidFormRapidForm是韓國(guó)INUS公司出品的全球四大逆向工程軟件之一，RapidForm提供了新一代運(yùn)算模式，可實(shí)時(shí)將點(diǎn)云數(shù)據(jù)運(yùn)算出無(wú)接縫的多邊形曲面，使它成為3DScan后處理之最佳化的接口。RapidForm也將使您的工作效率提升，使3D掃描設(shè)備的運(yùn)用范圍擴(kuò)大，改善掃描品質(zhì)。CATIACATIA是法國(guó)達(dá)索飛機(jī)公司開(kāi)發(fā)的高檔CAD/CAM軟件。CATIA軟件以其強(qiáng)大的曲面設(shè)計(jì)功能而在飛機(jī)、汽車、輪船等設(shè)計(jì)領(lǐng)域享有很高的聲譽(yù)。CATIA的曲面造型功能體現(xiàn)在它提供了極豐富的造型工具來(lái)支持用戶的造型需求。比如其特有的高次Bezier曲線曲面功能，次數(shù)能達(dá)到15，能滿足特殊行業(yè)對(duì)曲面光滑性的苛刻要求。

Pro/ENGINEER第十四頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程常用軟件及儀器儀器影像式測(cè)量?jī)x三維坐標(biāo)測(cè)量?jī)x影像式量測(cè)系統(tǒng)，其主要功能包含：幾何量測(cè)、影像量測(cè)，操作方式簡(jiǎn)單快捷，適合與CAD/CAM或MicrosoftWord、Excel結(jié)合進(jìn)行文書處理。提供基本幾何點(diǎn)線圓弧等量測(cè)輕而易舉影像直接經(jīng)由計(jì)算機(jī)屏幕顯示觀察直接量測(cè)存盤量測(cè)工件圖形化顯示，圖形可存盤、打印，并可以轉(zhuǎn)成MicrosoftWORD(*.doc)、EXCEL(*.xls)及AUTOCAD(*.dxf)

檔案格式，工件的對(duì)象化可直接對(duì)對(duì)象進(jìn)行幾何基本運(yùn)算。主要是打點(diǎn)測(cè)量，記錄點(diǎn)的數(shù)據(jù)，測(cè)量結(jié)果可以直接輸出成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文檔（IGES或DXF），并可以轉(zhuǎn)成

MicrosoftWORD(*.doc)、EXCEL(*.xls)檔案格式。第十五頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧第十六頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧逆向工程測(cè)量技術(shù)

基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)選擇圓孔/圓柱及一平面/端面兩平面/端面兩圓孔/圓柱一平面/端面及一端點(diǎn)圓孔/圓柱及一端點(diǎn)基準(zhǔn)選擇原則：選擇重要尺寸位置或者重要的定位基準(zhǔn)位置第十七頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧a.對(duì)于簡(jiǎn)單的零部件只需要進(jìn)行草圖簡(jiǎn)單的標(biāo)注總長(zhǎng)；b.對(duì)于復(fù)雜零件要進(jìn)行拍照進(jìn)行具體的標(biāo)注記錄及草圖記錄總體尺寸測(cè)量第十八頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧實(shí)體的剖切如果與原先選擇的基準(zhǔn)不統(tǒng)一的情況下，應(yīng)該對(duì)其第二基準(zhǔn)要進(jìn)行重新多次測(cè)定，并在數(shù)據(jù)處理時(shí)進(jìn)行修正。注意事項(xiàng)選擇重要特征點(diǎn)的剖切面，剖切后能體現(xiàn)最多的特征；剖切過(guò)程注意與現(xiàn)在的選擇的基準(zhǔn)要統(tǒng)一（或盡量統(tǒng)一）；第十九頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧量測(cè)前置作業(yè)影像式或三維測(cè)量?jī)x確定原點(diǎn)絕對(duì)坐標(biāo)及（影響）校正如（公司影像式測(cè)量?jī)x）操作：打開(kāi)OVMLitePlus軟件。進(jìn)入后如圖所示：當(dāng)環(huán)境窗口出現(xiàn)后，您就可以

開(kāi)始使用本系統(tǒng)了。尋找光學(xué)尺的絕對(duì)原點(diǎn)目的在確認(rèn)每次開(kāi)機(jī)的的機(jī)械原點(diǎn)是同一點(diǎn)。用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)選，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)如下窗口，

按下『確定』后，依照指示左右快速移動(dòng)平臺(tái)以尋找X軸絕對(duì)原點(diǎn)。第二十頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧2.當(dāng)系統(tǒng)跳出如下窗口時(shí)，代表X軸絕對(duì)原點(diǎn)已經(jīng)定位完成，按下『確定』。

3.系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)如下窗口，按下『確定』后，前后快速移動(dòng)平臺(tái)以尋找Y軸絕對(duì)原點(diǎn)。

4.當(dāng)系統(tǒng)跳出如下窗口時(shí)，

代表Y軸絕對(duì)原點(diǎn)已經(jīng)定位完成，按下『確定』。第二十一頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧影像校正線性校正1.首先將校正塊置于掃描平臺(tái)上。2.并按下菜單『影像量測(cè)|攝影』

開(kāi)始攝影。3.再來(lái)按下菜單『校正處理|影像

校正|線性校正』。4.決定鏡頭要使用的放大倍率，并調(diào)好焦距。第二十二頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧5.選擇校正塊上面一個(gè)合適大小的標(biāo)準(zhǔn)圓（占窗口1/4大小），移動(dòng)到畫面的右上角，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)一下那個(gè)圓。6.接著按照箭頭提示，將圓移動(dòng)到畫面右

下角，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)一下那個(gè)圓。7.按照箭頭提示，將圓移動(dòng)到畫面左下角，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)一下那個(gè)圓。8.按照箭頭提示，將圓移動(dòng)到畫面左上角，

用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)一下那個(gè)圓。9.按鼠標(biāo)右鍵。10.出現(xiàn)『校正成功』對(duì)話框。第二十三頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧三維坐標(biāo)測(cè)量?jī)x絕對(duì)原點(diǎn)定位與影像式測(cè)量?jī)x相似測(cè)座和測(cè)頭的介紹第二十四頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧測(cè)座和觸發(fā)測(cè)頭測(cè)座的A角以7.5°分度從0°旋轉(zhuǎn)到105°A角旋轉(zhuǎn)第二十五頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)測(cè)座B角從-180°到180°以7.5°的分度(按順時(shí)針、逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)B角旋轉(zhuǎn)第二十六頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)測(cè)座正如左圖機(jī)械測(cè)頭，包括3個(gè)電子接觸器，當(dāng)測(cè)桿接觸物體使測(cè)桿偏斜時(shí)，至少有一個(gè)接觸器斷開(kāi)，此是機(jī)器的X、Y、Z光柵被讀出。這組數(shù)值表示此時(shí)的測(cè)桿球心位置。接觸器斷開(kāi)第二十七頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧觸頭的調(diào)節(jié)校正及原理已知直徑并且可以溯源到國(guó)家基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)器。測(cè)頭校正對(duì)所定義測(cè)頭的有效直徑及位置參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程。為了完成這一任務(wù)，需要用被校正的測(cè)頭對(duì)一個(gè)校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量。未知直徑和位置的測(cè)頭第二十八頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧測(cè)頭校正在實(shí)物基準(zhǔn)的每個(gè)測(cè)量點(diǎn)的球心坐標(biāo)同它的已知道直徑比較。有效的測(cè)頭直徑是通過(guò)計(jì)算每個(gè)測(cè)量點(diǎn)所組成的直徑與已知直徑的差值有效測(cè)頭半徑第二十九頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧產(chǎn)生測(cè)頭文件輸入測(cè)頭文件名，然后按回車鍵，這時(shí)測(cè)頭沒(méi)被定義顯示為高亮度。第三十頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧對(duì)物件進(jìn)行按照基準(zhǔn)進(jìn)行固定對(duì)物件進(jìn)行測(cè)量測(cè)量注意事項(xiàng)1.輪廓選擇，選擇清晰光滑的輪廓，避免在有缺陷或凹凸不平的輪廓上面測(cè)點(diǎn)或者描點(diǎn)2.測(cè)量點(diǎn)或者輪廓時(shí)，輪廓的位置應(yīng)該沒(méi)有遮擋，不容易引起誤差的地方。測(cè)量第三十一頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧數(shù)據(jù)處理技巧簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理圓數(shù)據(jù)處理去掉偏差最大的點(diǎn)：做法畫通過(guò)最多點(diǎn)的圓直線數(shù)據(jù)處理，二點(diǎn)確定一條直線，按照點(diǎn)的均布在所

畫直線兩側(cè)的方式，取消偏差較大的點(diǎn)圓弧處理：最好能在三維軟件上面進(jìn)行，并能調(diào)節(jié)圓弧

的曲率連續(xù)的方式能有效的處理誤差在導(dǎo)入進(jìn)行基準(zhǔn)定位，或者坐標(biāo)偏移，將數(shù)據(jù)進(jìn)行合并處理（按照之前選擇的基準(zhǔn)進(jìn)行處理）特別是剖切面的零件進(jìn)行了二次定位一定要進(jìn)行一定的校準(zhǔn)

修正。也可以在三維軟件上進(jìn)行調(diào)節(jié)修正（如視頻的對(duì)齊）第三十二頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六逆向工程測(cè)量技術(shù)及數(shù)據(jù)處理技巧去除雜點(diǎn)下圖是圓數(shù)據(jù)雜點(diǎn)去除的示意圖表示“好”表示超差雜點(diǎn)測(cè)量圓的中心位置50.9225.1850.6825.52第三十三頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六使用范例第三十四頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯于2023年，星期六使用范例使用范例1：逆向設(shè)計(jì)實(shí)物測(cè)量數(shù)據(jù)CAD基準(zhǔn)對(duì)位PRO/E設(shè)置坐標(biāo)導(dǎo)入選擇中心孔和一橫邊端面做基準(zhǔn)挪動(dòng)到坐標(biāo)點(diǎn)原點(diǎn)挪動(dòng)到坐標(biāo)點(diǎn)原點(diǎn)第三十五頁(yè)，共四十頁(yè)，編輯