精典资料-逆向工程.

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1、逆向工程: 简单的讲就是对现有实物的一种反求. 就这种思维的方法而言，是思维先于实体、实体用于反证思维的逆向 逻辑形式，国际称之为逆向工程。 它主要包括三方面:形状反求,工艺反求,材料反求 实施逆向工程的目的是为了更好地实现产品设计的并行工程。增加产品 设计的一次成功率，从而缩短周期，降低成本，减少风险，提高质量，增 强企业竞争力 消费性产品研发的一般过程 由于加工设备的不断创新,新 的工艺往往导至产品外形多样花 与个性化! 在形状逆向过程中常用的设备 高精度的台 式三坐标,主 要用于精密 零配件的反 求 便携,精密, 大型,超大型 工件 柔性,便携, 速度 速度,精密, 大型工件 逆向工程主

2、流软件 1.点云处理软件 Geomagic, Polyworks,Rapidform 2.高阶曲面 Imageware,i-deas 3.设计软件 Pro/e,Ug,Catia,solidworks 4.逆向工程常常塔配的软件 Imageware+UG Imageware+pro/e Geomagic+UG/pro/e Catia 逆向造型的常见问题 1 1、拿到工件后无从下手拿到工件后无从下手 - - 不了解系统的造型流程不了解系统的造型流程 2 2、得到点云后无从下手、得到点云后无从下手 -对曲面结构不了解对曲面结构不了解 3 3、PartPart数据非常庞大数据非常庞大 - - 没有统一

3、思路，做到哪儿是哪儿没有统一思路，做到哪儿是哪儿 4 4、PartPart数据非常混乱数据非常混乱 - - 没有统一规划没有统一规划 5 5、缺少技巧性、缺少技巧性 整体整体的建模的建模思路思路 1、特征(Feature) 分解 分析零件的形状特点，然后把它隔离成几个主要的特征区域， 接着对每个区域再进行粗线条分解，及至在脑子里有一个总 体的建模思路以及一个粗略的特征图，同时要辨别出难点、 容易出问题的地方。 2、基础特征_根特征(Base Feature)设计 作出零件的毛坯形状。 3、详细设计(利用Form Feature:+/-Materials) 先粗后细_先作粗略的形状，再逐步细化；

4、 先大后小_先作大尺寸形状，再完成局部的细化； 先外后里_先作外表面形状，再细化内部形状。 4、细节设计(利用Feature Operation) 倒圆角、斜角，各类孔系，各类沟槽 曲面造型的学习方法 1.应学习必要的基础知识，包括自由曲线（曲面）的构造原理。 这对正确地理解软件功能和造型思路是十分重要的，所谓“磨刀不误砍 柴功”。不能正确理解也就不能正确使用曲面造型功能，必然给日后的 造型工作留下隐患，使学习过程出现反复。其实，曲面造型所需要的 基础知识并没有人们所想象的那么难，只要掌握了正确的方法，一般 都能理解. 2.要针对性地学习软件功能。这包括两方面意思：一是学习功能 切忌贪多，一个

5、CAD/CAM软件中的各种功能复杂多样，初学者往往陷入 其中不能自拔。其实在实际工作中能用得上的只占其中很小一部分， 完全没有必要求全。对于一些难得一用的功能，即使学了也容易忘记 ，徒然浪费时间；另一方面，对于必要的、常用的功能应重点学习， 真正领会其基本原理和应用方法，做到融会贯通 . 曲面造型的学习方法 3.重点学习造型基本思路。造型技术的核心是造型的思路，而不在 于软件功能本身。大多数CAD/CAM软件的基本功能大同小异，要在短时间 内学会这些功能的操作并不难，但面对实际产品时却又感到无从下手， 这是许多自学者常常遇到的问题。这就好比学射击，其核心技术其实并 不在于对某一型号的枪械的操作

6、一样。只要真正掌握了造型的思路和技 巧，无论使用何种CAD/CAM软件都能成为造型高手。 4.应培养严谨的工作作风，切忌在造型学习和工作中“跟着感觉走” ，在造型的每一步骤都应有充分的依据，不能凭感觉和猜测进行，否则 贻害无穷。 逆向工程-接触式测头 优势： 测量精度高。 配合测量软件能快速检测工件 的面、孔、锥等几何形状。 对被测物体的外型、颜色、反 光情况没有要求。 缺点： 逐点测量，速度较慢，耗时较 长。 扫描方式为线扫描，需要多条 扫描程序。 塑料件、橡胶件、薄壁件等类 型的工件在测量时会出现变形 。 逆向工程-非接触式扫描 优势： 采点速率高，能获取大量 的点云。 有一定景深，配合片

7、区式 扫描，使得编程简单。 塑料件、橡胶件、薄壁件 等工件不受影响。 缺点： 精度比触发式测量要低。 PC-DMIS中扫描 开放路径扫描开放路径扫描 （ OPEN LINE SCANOPEN LINE SCAN） 闭合路径扫描闭合路径扫描 （ CLOSE LINE SCANCLOSE LINE SCAN） 片区扫描（片区扫描（PATCH PATCH SCANSCAN） 转台扫描（转台扫描（ROTATED ROTATED SCANSCAN） 截面扫描（截面扫描（SECTION SECTION SCANSCAN） 导入导入CADCAD模型后有模型后有 效效 周长扫描（周长扫描（PER SCANPE

8、R SCAN ） 导入导入CADCAD模型后有效模型后有效 UV UV 扫描（扫描（UV SCANUV SCAN） 导入导入CADCAD模型后有效模型后有效 逆向工程-扫描的测头补偿 目前，在目前，在PCDMISPCDMIS当中，曲线的补偿当中，曲线的补偿 是采用二维平面补偿法，即扫描曲是采用二维平面补偿法，即扫描曲 线的测头半径补偿只能在某个平面线的测头半径补偿只能在某个平面 内进行；内进行； 该平面即是扫描对话框中，起该平面即是扫描对话框中，起 始矢量始矢量剖面矢量控制；剖面矢量控制； 在使用曲线扫描时，必须注意在使用曲线扫描时，必须注意 该扫描的剖面的设置是否正确。该扫描的剖面的设置是否

9、正确。 对于曲面扫描，对于曲面扫描，PCDMISPCDMIS采用类似多采用类似多 次样条的计算模型来计算每个扫描次样条的计算模型来计算每个扫描 点的矢量补偿方向，因此，曲面扫点的矢量补偿方向，因此，曲面扫 描中每个点的补偿方向是根据相邻描中每个点的补偿方向是根据相邻 的点的坐标计算出来的；的点的坐标计算出来的； 因此，在使用曲面扫描时，行因此，在使用曲面扫描时，行 数必须大于数必须大于3 3行，才能保证测头补行，才能保证测头补 偿矢量的正确性；偿矢量的正确性； PCDMISPCDMIS也同时设置了取消测头补偿也同时设置了取消测头补偿 的选项，需要时，可以取消测头补的选项，需要时，可以取消测头补

10、 偿，只输出测头球心坐标值，然后偿，只输出测头球心坐标值，然后 利用造型软件中的类似偏置的功能利用造型软件中的类似偏置的功能 进行测头的再补偿进行测头的再补偿 工件工件 扫描的截面线扫描的截面线 剖面矢量剖面矢量 逆向工程-终止特征类型 PC-DMIS使用特征元素控 制扫描终止，当测针通过 终止元素一定次数时，扫 描停止。 用来控制扫描停止位置的 特征可以是下列特征的任 意一个： 点（球） 由位置、 矢量、半径、通过次 数 定义； 平面 由位置、法 矢方向、通过次数定 义；且该平面为无限 大，没有边界平面； 圆柱 由位置、 矢量、直径、通过次 数定义。 12D 12D 12D 逆向工程-扫描终

11、止通过次数 当测头中心通过终止特征的表面当测头中心通过终止特征的表面 时，通过次数的累加器将会自动时，通过次数的累加器将会自动 加加1 1次。次。 如果终止特征为圆或者点，扫描如果终止特征为圆或者点，扫描 的起始位置和终止位置相同时，的起始位置和终止位置相同时， 当测头离开起始点时，就算通过当测头离开起始点时，就算通过1 1 次；次； 点特征终止 通过1通过2 面特征终止 控制面特征 终止面特征 通过1通过2 逆向工程-曲面的分区及边界 例 1.曲面扫描的边界最少由4个点 定义。 点点1 1为起始点；为起始点； 点点2 2为方向点；为方向点； 点点3 3为第一条扫描线的终止点；为第一条扫描线的

12、终止点； 点点4 4为边界的终止点；为边界的终止点； 系统从点系统从点1 1到点到点2 2开始扫描；开始扫描； 整个扫描所有的扫描线和第一整个扫描所有的扫描线和第一 条线平行；条线平行； 起始终止平面将由点起始终止平面将由点3 3到到4 4和点和点1 1 到到4 4创建；创建； 逆向工程-曲面的分区及边界 例 2.曲面扫描的边界由5个点定义。 点点1 1为起始点；为起始点； 点点2 2为方向点；为方向点； 点点3 3为第一条扫描线的终止点；为第一条扫描线的终止点； 点点4 4为过度边界点；为过度边界点； 点点5 5为边界终止点；为边界终止点； 系统从点系统从点1 1到点到点2 2开始扫描；开始

13、扫描； 整个扫描所有的扫描线均平行于整个扫描所有的扫描线均平行于 第一条线；第一条线； 起始终止平面将由点起始终止平面将由点3 3到到4 4和点和点1 1到到 5 5创建创建； 逆向工程-曲面的分区及边界 例 3.边界点的先后顺序，应在扫描 前予以考虑，应该选择合适的边界 点顺序，否则就会丢失片区； 按照图1和图2的设置进行扫描， 均可以完成扫描。 按照图3进行扫描，会出现数据 丢失。 速度、密度对扫描结果的影响 Scan speed 0.5 mm/s, Scan offset 0.2 mm, Normal Parameter Scan speed 1 mm/s, Scan offset 0.

14、2 mm, Normal Parameter Scan speed 2 mm/s, Scan offset 0.2 mm, Normal Parameter Scan Speed 0.5 mm/s, Scan Offset 0.4 mm, Normal Parameters Scan Speed 1.0 mm/s, Scan Offset 0.4 mm, Normal Parameters Scan Speed 2.0 mm/s, Scan Offset 0.4 mm, Normal Parameters Stylus 1X51 mm 如何采集点云 在采集点云时,我们首先要了解工件的用途,设计

15、的目的,来划分 不同的区域,对于功能部分我们要明确其配合的位置,如何配合的 ,要实现某种功能,对于注重表面质量的区域,我们要对面的构成 进行了解. 如何采集点云 在扫描工件时,我们对工件 的总体构成要有所了解,做到 有的放失,尽量花最少的时间 得到最有效的点云 对于尺寸要求很高的地方我们 要仔细的考虑补偿对其尺寸的 影响. 注: 设计软件里可以以曲面的方 式对整个面进行偏置处理. 校准测针后有效的测针补 偿半径是多少? 如何采集点云 如何采集点云 通过设计软件的统一 偏置,准确的得到复杂 形状,是否比你想象的 要简单呢? 工件曲面构成 如右图,这个工件实 际上是由四张曲面 加一个旋转体构成. 大叶片的正反面 小叶片的正反面 中间一个旋转体 工件曲面构成 仔细分析工 件曲面的构 成,是你测 绘前必做的 过程 工件曲面构成 没有目的测绘将会给设计人员带来困惑 案例 1 1.点云的获得. 2.点云的提取 3.线的构成 4.面的构成. 5.工程图的输出 相对坐标系与绝对坐标系 在设计软件中为了设计的方便永许你建立多个相对坐标系,同时也允 许你有零件坐标系与组件坐标系.在输出CAD时一般没有特指的话都 是输出工件的绝对坐标系. 是否拥有合适的坐标系对你在设计过程中也很有帮助,如拔模分析,投 影,等 曲线 曲线 曲线构成与分析 由于曲线是构成曲面过程中的